Proprietà chimiche
COMPOSIZIONE CHIMICA
Il diamante è costituito da un impilamento ordinato di atomi di carbonio disposti secondo una struttura tetraedrica. Una delle sue proprietà più conosciute, la durezza, è dovuta alla presenza di legami covalenti molto energetici ed estremamente corti (distanza interatomica 1,54 A) estesi a tutta la struttura e in tutte le direzioni che collegano qualunque coppia di atomi adiacenti.
Altri minerali presentano la stessa composizione chimica, ma possiedono aspetto, reticolo cristallino e caratteristiche fisiche diverse. Un esempio è dato dalla grafite. Tale fenomeno viene chiamato POLIMORFISMO.
FORME CRISTALLINE
Il diamante cristallizza nel gruppo monometrico sistema cubico ma la forma di accrescimento cristallino più tipica è l’ottaedro.
Sulle facce dell’ottaedro sono frequenti figure di accrescimento o di corrosione, di forma triangolare, dette trigoni visibili sia su gemme grezze sia su gemme tagliate. I cristalli non sempre presentano un aspetto cristallino perfetto, si possono ritrovare anche con forme distorte e con spigoli arrotondati.
Proprietà fisiche
DUREZZA
La durezza si definisce come la resistenza che un minerale oppone alla scalfitura. Il diamante occupa il più alto grado (10) della scala di durezza fissata da F. Mohs. Ciò significa che il diamante può scalfire tutti gli altri minerali ma può essere scalfito solo da un altro diamante, nonostante alcune delle sue facce (quelle dell’ottaedro) siano più dure di altre (quelle del cubo). Questo dato risulta estremamente importante per la lavorazione e il taglio.
SFALDATURA
La sfaldatura è la capacità di un cristallo di rompersi secondo precise direzioni cristallografiche a causa della debolezza dei legami tra gli atomi. Il diamante si sfalda perfettamente lungo quattro direzioni parallele alle facce dell’ottaedro.
FRAGILITÀ
L’estrema durezza del diamante non significa necessariamente solidità. È considerato, infatti, un minerale molto fragile per l’esistenza dei piani di sfaldatura che seguono le facce dell’ottaedro. Tale proprietà è dovuta alla relativa debolezza dei legami lungo questi piani che rendono il diamante relativamente vulnerabile ai colpi.
CONDUCIBILITÀ ELETTRICA
Il diamante è un cattivo conduttore di elettricità. Solo alcuni tipi, in particolare il Tipo IIb, hanno proprietà di semiconduttori.
CONDUCIBILITÀ TERMICA
I diamanti sono ottimi conduttori di calore, circa quattro volte più del rame, proprietà che è sfruttata per operazioni a tecnologie molto avanzate.
TEMPERATURA DI IGNIZIONE
In atmosfera normale, e cioè in presenza d’aria, il diamante reagisce con l’ossigeno a 850°C e si consuma provocando una riduzione di peso della pietra in rapporto alla durata di applicazione del calore. Si ha quindi la sublimazione, cioè il passaggio dallo stato solido allo stato aeriforme legato alla reazione termochimica. 2C + 2O 2 = 2 CO 2
SHOCK TERMICO
II diamanti in seguito ad un brusco passaggio da alta a bassa temperatura assumono un aspetto cosiddetto “ghiacciato”. Tale aspetto è dovuto alla formazione di fratture trasparenti e biancastre.
DENSITÀ
La densità indica il rapporto tra la massa di una sostanza e la massa di un uguale volume d’ acqua. La densità del diamante ha un valore costante di 3,52 che si determina mediante una bilancia idrostatica meccanica o elettronica.
La rilevazione di questa proprietà fisica permette di riconoscere con estrema facilità il diamante rispetto a prodotti artificiali usati come sue imitazioni.
INDICE DI RIFRAZIONE
Il diamante appartiene al sistema cubico ed è, pertanto, monorifrangente. Presenta un solo indice di rifrazione del valore di 2,417. L’indice di rifrazione viene indicato con il simbolo n e si calcola determinando il rapporto tra la velocità della luce nell’aria e la velocità della luce nel mezzo considerato.
Le caratteristica ottica che è in rapporto diretto con l’ i.r. è la lucentezza, che nel caso del diamante si presenta “adamantina” grazie all’ottima lucidatura della superficie delle faccette
LUCENTEZZA
Percentuale di luce riflessa dalla superficie di un corpo; maggiore è la percentuale di luce riflessa, maggiore sarà la lucentezza. Tale caratteristica ottica dipende dalla durezza, dall’indice di rifrazione e dal grado di politura della gemma.
Il diamante presenta lucentezza “ADAMANTINA”, il più alto grado di lucentezza tra i materiali trasparenti.
BRILLANTEZZA
È caratterizzata dalla somma di due effetti luminosi che avvengono contemporaneamente:
- lucentezza (riflessione superficiale)
- riflessione interna subita dalla luce sulle faccette del padiglione che torna all’occhio sotto forma di luce bianca principalmente attraverso la tavola.
La brillantezza è un fenomeno che dipende dalla durezza, dall’indice di rifrazione e dalle proporzioni di taglio della gemma.
DISPERSIONE
È la scomposizione della luce bianca nei vari colori dello spettro solare.
La dispersione è responsabile del fuoco delle gemme, dell’emissione più o meno numerosa di lampi di luce colorata monocromatici. Ogni minerale ha un suo potere disperdente; il valore della dispersione del diamante è di 0,044.
LUMINESCENZA
L’emissione di luce da una sostanza che viene esposta a radiazioni di differenti lunghezze d’onda viene detta “luminescenza”. Quella più utile per il gemmologo, viene eccitata da una radiazione a corta lunghezza d’onda come gli ultravioletti. L’esposizione a queste radiazioni causa l’ emissione di luce visibile. In questo caso si parla di fluorescenza ed è il risultato dell’interazione tra energia luminosa e gli atomi della pietra.
I diamanti presentano per lo più fluorescenza di colore blu; alcuni risultano fluorescenti alla luce solare.
