Сколько весит куб алмаза

Удельный вес драгоценных камней (Таблица плотности)

Удельный вес драгоценного камня — это обзначение относительной плотности ювелирного или драгоценного камня.

Каждый ювелир по опыту знает, что некоторые камни “на вес” тяжелее, чем другие. Так, например, бесцветный циркон весит больше, чем алмаз такого же размера, а сапфир больше, чем изумруд. Ученые уже давно научились выражать это качество количественно, и это играет большую роль при распознавании веществ. В качестве стандарта была использована вода, и вес каждого вещества сравнивался с весом равного объема чистой воды. Полученное в результате такого сравнения число называется удельным весом, или относительной плотностью вещества. Таким образом, удельный вес тела есть отношение его веса к весу чистой воды равного объема. Для получения точных данных в качестве стандарта используется вода при температуре 4°С.

Таблица удельный вес драгоценных камней и ювелирных материалов

В справочной таблице даны значения удельного веса (или относительной плотности) для более 100 драгоценных камней и ювелирных материалов.

Примечание. В том случае, когда значение удельного веса варьирует более чем на одну или две единицы во втором после запятой знаке, дается лишь один знак после запятой.

____________

Источник информации:

1. АндерсонБ. Определение драгоценных камней: Пер. с англ. /-Москва, Мир камня 1996

2. СЛОВАРЬ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ И ПОНЯТИЙ./ -Томск: 1996.

Источник

От чего зависит плотность алмаза?

Приветствуем вас, дорогие гости и читатели. Продолжая серию статей, посвященных благородному алмазу, мы хотим осветить все его особенности. На этот раз выбор пал на такое свойство камня как плотность алмаза.

Этот параметр у камня зависит от куда большего количества причин, чем вы себе можете представить. Сегодня разберем все из них.

Факты о плотности алмаза

Прежде всего стоит отметить, что плотностью камня по сути является его удельный вес. И этот самый вес колеблется от 3,47 до 3,55 грамм на сантиметр в кубе. Цифры эти достаточно приличные, благодаря им прославленный минерал считается практически самым твердым на нашей планете.

1. Как известно, алмаз состоит из того же, что и графит – из углерода. Однако у ближайшего родственника камня (из которого многие мечтатели до сих пор пытаются получить настоящий бриллиант в домашних условиях), плотность куда ниже и составляет 2,26 грамм на кубический сантиметр. Благодаря этому качеству мы можем писать графитовыми стержнями на бумаге – стоит лишь немного надавить на карандаш. Отсюда же вытекает потребность в высоком давлении и более плотном «спрессовывании» углеродных частиц для получения такой плотности.
2. Плотность алмаза зависит и от однородности структуры, наличия в нем пор, примесей и чужеродных включений. Самое поразительное, что даже окраска способна менять плотность этого наитвердейшего материала.
3. Благодаря своей плотности, алмаз можно легко отличить от подделки. Понадобится лишь наждачная бумага с сапфировым напылением (убедитесь, что оно не алмазное) и сам камень. Настоящий алмаз сапфировой шкуркой не повредить, а вот поддельный – запросто. Секрет кроется в том, что плотность сапфира куда ниже плотности алмаза.
4. При всех своих качествах благородный камень очень хрупок в силу своей структуры (из-за спайности по октаэдру, в этом случае относительно легко разъединить части камня).
5. Говорят, что настоящий алмаз не видно в воде, однако это не совсем так в силу отличия плотностей воды и камня. А вот с подделкой таким образом разобраться очень даже можно: достаточно лишь опустить камушек в воду и при наличии частичной имитации алмаза это будет видно.
6. Как было указано выше, структура влияет на качество камня очень сильно. Взять к примеру тот же рыхлый карбонадо, который состоит из графита отдельных зерен, плотность камня на 15 % ниже, чем у камня с однородной структурой. Этот факт используется для подбора участка камня наибольшей плотности, чтобы сделать грамотную и качественную огранку.
7. Есть предположение, что алмаз можно сделать еще тверже, если уплотнить его кристаллическую решетку. Но пока это всего лишь гипотезы, основанные на том, что существуют камни с так называемой упаковочной плотностью порядка 70%. Для примера среднее значение обычных камней не превышает 35%.
8. Сжать алмаз почти в 200 раз сложнее, чем его собрата графит.
9. При давлении, находящемся в диапазоне от 400 до 600 кбар графит становится максимально похож по плотности на алмаз.
10. Так называемые агрегаты минерала (ранее упоминаемый карбонадо, а также борт и баллас) при всей хрупкости основного камня, куда более прочные. Фрагментировать их не удается практически ни при каком механическом воздействии.

В общем, плотность алмаза оставляет много поводов для размышления ученых и стремления их к нахождению еще более плотных материалов.

Чтобы и дальше узнавать о камнях что-то новое и интересное, заходите в гости как моно чаще. До самых скорых встреч!

Источник

Плотность алмаза и методы ее определения

Плотность — отношение массы к объему — одна из основных характеристик алмаза. Он отражает химический состав и плотность распределения атомов в его структуре.

По плотности алмаз относится к группе средних минералов. Плотность алмаза равна 3,52 г/см3 и колеблется в зависимости от содержания примесей:
Плотность алмаза сорта карбонадо — от 3,012 до 3,416 г/см3. Снижение плотности до 3,012 г/см3 обусловлено наличием в алмазе большего количества примеси графита.

Плотность алмаза определяют пикнометрическим методом, гидростатическим взвешиванием или с помощью тяжелых жидкостей.

Пикнометром плотность алмаза определяют следующим образом:

1) определяют массу кристалла P1 в воздухе;

2) определяют массу пикнометра Р2 с дистиллированной водой;.

3) определяют массу пикнометра с водой и кристаллом P3 и после этого подсчитывают плотность алмаза по формуле:
где разность (P1+Р2)—Р3 — масса вытесненной алмазом воды. Так как плотность воды равна г/см3, то величина (Р1+Р2)—Р3 указывает на объем кристалла. На этом же принципе основано определение плотности с помощью гидростатических весов.

Метод определения плотности алмазов с помощью тяжелых жидкостей очень прост. Сначала подбирают жидкость, в которой кристалл будет находиться вверху, плавая на поверхности. Затем эту жидкость разбавляют до тех пор, пока кристалл не будет находиться во взвешенном состоянии в объеме данной жидкости (т. е. плотности кристалла и жидкости будут равны). После этого на весах Вестфаля определяют плотность полученного раствора и соответственно плотность данного кристалла. Этим методом обычно определяют плотность мелких кристалликов.

Тяжелые жидкости плотностью менее 3,5 г/см3 используют для отделения сколов алмаза от стекла кварца и других примесей с плотностью меньше 3,5 г/см3.

Вначале за единицу массы драгоценного камня принимались, семена различных растений, например ячменное зерно. Однако поскольку масса ячменного зерна зависит от его величины и влажности, часто возникали недоразумения. Позже купцам, ювелирам удалось обнаружить, что сухие косточки плода рожкового дерева сеratoria Siligna, часто встречающегося в районе Средиземноморья, на Ближнем и Дальнем Востоке, абсолютно идентичны по массе.

Если сейчас проверить массу отдельных косточек рожкового дерева на современных прецизионных весах, то нашли бы, что они отличаются друг от друга всего на 2—3 мг. Для примитивных весов того времени такая ничтожная погрешность была совершенно неощутимой. Поэтому масса косточек рожкового дерева и была принята за единицу массы сначала для жемчуга, а затем и для других драгоценных камней, включая алмаз. От греческого названия этого дерева и произошла единица массы для драгоценного камня — карат.

В 1907 г. Международный комитет мер и весов в Париже после длительных обсуждений предложил принять метрический карат, равный 200 мг, т. е. 1/5 г. Ho он был легализован только в 1913 г. Его приняли почти одновременно все страны с развитой торговлей алмазами: Англия, Голландия, Бельгия и США.

Источник

Какая плотность алмаза? Характеристики драгоценных камней

Многие из народных мудростей отражают свойство одного из самых красивых камней на земле: «бриллиант чистой воды», «тверд как алмаз,» «алмазный блеск» и др. И одно из свойств – плотность. Алмаз, название которого по одной из версий произошло от древнегреческого «алмас» — несокрушимый, — камень драгоценный, но используют его не только в ювелирном деле. Разберемся, от чего зависит плотность и какую роль она играет в «жизни» камня.

Немного истории

Существует множество легенд и поверий, связанных с удивительным камнем. И одно из них — алмаз приносит удачу своему владельцу. Но владеть им могут только победители по жизни. И к известным людям, носившим его, относятся Наполеон Бонапарт, Юлий Цезарь и император Священной Римской империи Людовик Четвертый.

Европа узнала алмаз примерно в 5-6 веке до н. э., но лишь 550 лет назад он получил свою невероятную популярность. Ведь именно тогда его научились правильно гранить, чтобы максимально раскрыть свойства бриллианта. А все из-за его невероятного свойства — огромной прочности, при этом плотность алмаза 3500 кг/м 3 . Какой еще из известных минералов может похвастаться такими же характеристиками?

Но вот то, что многие считают алмаз минералом, который нельзя разбить, привело к утере редких и красивейших камней. Например, в 1476 году, во время войны между герцогом Карлом Смелым (одним из первых владельцев ограненных алмазов подобием бриллиантовой огранки) и королем Людовиком XI наемникам короля удалось ворваться в палатку, стоящую на поле сражения. Их поразили россыпи бриллиантов, находящиеся там. Подлинность камней они решили проверить с помощью молота, и большое количество дорогих и красивейших камней были превращены ими в пыль.

«Друзьями девушек» алмазы стали лишь в середине пятнадцатого века, благодаря Агнессе Сорель, фаворитке Карла Седьмого. Теперь вы знаете имя той, кто сделала многих мужчин «несчастными».

Физические свойства

Неосведомленный человек, держа в руках алмаз, вряд ли догадается, какое сокровище ему досталось. Очень уж просто и невзрачно выглядит необработанный кристалл. Да и чаще всего встречается минерал в природе в виде обломков неправильной формы. Ну прозрачен, ну с высоким светопреломлением, которое варьирует от 2,417 до 2,419. Что в нем особенного? Только образец октаэдрической формы (две пирамиды соединены между собой основанием) может привлечь внимание обывателя игрой света на своих гранях. Именно высокое светопреломление обуславливает то, что мы называем потом бриллиантовым блеском, двупреломление отсутствует. При длительном нахождении на солнце большинство камней начинает светиться в темноте.

А еще алмаз известен своей невероятной твердостью — 10 из 10 баллов по шкале Мооса. Другими словами — самый твердый минерал из известных на земле. А вот какая плотность алмаза, можно легко найти в справочнике. Но прежде чем мы посмотрим, попробуйте предположить, какая она должна быть? Исходя из его твердости — довольно высокая. Но и тут алмаз проявляет свою парадоксальность.

Высокая твердость обуславливается особым строением кристаллической решетки кубической формы, где в каждом углу стоит атом углерода. Еще по одному атому размещено по центру грани, и по 4 атома внутри куба. Таким образом, те атомы, которые разместились в центре грани, являются общими для двух соседних ячеек, а те, что в вершинах — общими для восьми. Такой способ упаковки атома самый плотный.

Кристалл раскалывается с образованием гладких параллелей (так называемая совершенная спайность). Излом при этом варьирует от раковистого до занозистого (разумеется, не по спайности).

Заглядываем в справочник: средняя плотность алмаза 3500 кг/куб.м. Может варьировать от 3,47 до 4,55 грамм на кубический сантиметр. Не так и много для такого твердого минерала. По Разивалю же твердость шлифования составляет 140000,0.

Цветовая гамма

Еще одно физическое свойство, о котором хочется упомянуть, — цвет камня. И окраска оказывает значительное влияние на плотность алмаза. Самые распространенные — бесцветные или желтоватые, есть с голубоватым или коричневым оттенком. Гораздо реже в природе встречаются цветные кристаллы, но вариации цветов весьма разнообразны: розовые и красные, оранжевые и ярко-желтые, зеленые и синие, пурпурные и коньячные, вишневые, серые и даже черные. Еще одно название цветных алмазов — фантазийные. Хотя самыми дорогими были и остаются прозрачные бесцветные или с голубоватым оттенком, но спрос на камни редких оттенков растет, а значит, повышается и цена на них.

К тому же мы привыкли к тому, что бриллианты прозрачные, но есть они и непрозрачные. Цвет и прозрачность напрямую зависят от химического состава кристаллов. Замечена и еще одна закономерность: чем темнее, тем меньше плотность алмаза (г/см 3 ).

Химический состав и свойства

Как уже говорилось, минерал на 96,0–99,8 % состоит из углерода, атомы которого соединены между собой в кубической решетке. Кроме этого, встречаются в кристалле и другие химические вещества — кислород, азот, бор и кремний, алюминий и марганец, железо и медь, титан и цинк, никель и др. Возможны включения оливита и хромита, графита и пиропа, энстатина и другие.

Довольно часто можно встретить кристаллы с водой и угольной кислотой, углекислым газом и другими веществами в газообразном состоянии. Чаще всего примеси размещаются ближе к периферии кристалла.

Что касается химических свойств, то алмаз весьма устойчив к воздействию кислот и щелочей, не смачивается водой, зато легко покрывается жировой пленкой, даже от обычного прикосновения руками. Это свойство используется для определения настоящего камня. Химически инертным минерал остается до того момента, пока на него не будет воздействовать высокая температура.

Горит алмаз при температуре 850 °C, с образованием углекислого газа. А при нагревании без доступа воздуха более чем на 1000 °C он превращается в аллотропную модификацию — графит.

От чего еще зависит стоимость?

Диапазон цен на алмазы весьма широк, и стоимость зависит от многих характеристик. Но в любом случае всегда указывается цена за один карат (0,2 г):

• Огранка: самая высоко оцениваемая из них — 57 граней, или еще ее называют огранкой Толковского. Для мелких бриллиантов — 17 и 33. Остальные огранки считаются фантазийными, и цена на них значительно ниже. Но все же перечислим другие типы огранок: «Барион», «Квадриллион», «Принцесса», «Маркиз», «Роза», «Бриолет», «Груша», «Овал», «Сердце», «Ашер», «Изумруд», «Радиант», «Трилиант».

• Прозрачность: если в алмазе прозрачность идеальна, нет никаких трещин, в том числе микровключений, то цена моментально увеличивается на порядок, а то и больше.
• Размер камня: здесь речь идет не о каратах, так, бриллиант массой один карат в диаметре может быть 6,5 мм, и если остальные показатели так же высоки, то стоимость может составить 10-12 тыс. долларов за карат.
• Цвет. Все зависит от веяний моды и капризов клиента. Но самыми ценными до сих пор считаются бесцветные и с голубоватым оттенком.

Применение

Изучив свойства алмаза, можно смело заявлять: камень просто уникален. Но не только в ювелирном деле его сейчас применяют. Наука и промышленность забирает часть мировых запасов камня для своих нужд. Только используют они камни мелкие или дефектные.

Какие же свойства ценятся наукой и промышленностью:

• высокая теплопроводность;
• твердость;
• прозрачность (способность пропускать УФ и ИК-лучи);
• строение кристалла (может быть проводником, изолятором). Он выдерживает высокое напряжение, резкие перепады температур.

Не осталась в стороне и медицина, используя алмазы в хирургии. Производятся сейчас скальпели, лезвие которых алмазное. Заточка таких лезвий делает надрезы сверхтонкими. В лазерных установках с помощью алмазов прижигают раны. В лабораториях с опасными химикатами ставят алмазные окна.

Строительный и ремонтный инструмент как бытового назначения, так и профессиональный — пилы, ножи по металлу, фрезы и стеклорезы, шлифкруги и многое другое – покрывают алмазной крошкой, для увеличения срока эксплуатации. Тоннели прокладываются с помощью так называемого проходческого комбайна. Его ножи покрываются слоем алмазной крошки.

В школьной программе

Такая характеристика, как плотность алмаза, встречается даже в школьной программе. Изучают ее по такому предмету, как физика, в разделе «Основы молекулярно-кинетической теории» в 10 классе. И задача решается. Полностью звучит она так:

Есть алмаз, плотность в кг/м3 которого составляет 3500. Какой объем займут атомы вещества в количестве 10 22 ? (задачник Мякишева). Оказывается, свойства алмазов изучаются еще в школе. И не только в этом задачнике встречаются подобные задачи. Возможна и такая запись условия:

• плотность алмаза 3500. Какой объем займут 10 22 его молекул?

Новости космоса

До недавнего времени все были уверены, что самый большой алмаз— «Звезда Африки». Его масса составляет 3106 карат. Как много, подумал бы каждый, а астрономы нашли в созвездии Змеи небольшой алмазик, масса которого 10 31 карат! Вот это настоящий гигант. Конечно, в руках его никто не держал, но ученые уверены: этот белый карлик полностью состоит из сверхплотного кристаллического углерода. Вот такой алмазик диаметром 55000 км в диаметре.

Источник