Алмазы и их история

Оглавление

Углерод - «отец» алмаза

История знакомства человека с этим веществом уходит далеко в глубь веков. Неизвестно имя того, кто открыл углерод. Неизвестно, какая из форм чистого углерода – графит или алмаз – была открыта раньше.

Еще в XVIII в. Был установлен удивительный факт: и алмаз, и самый обычный уголь при сгорании образуют углекислый газ и ничего более.

В 1694 году члены Академии естествоиспытателей во Флоренции (Италия) Дж. Аверани и К.А. Тарджони решили из нескольких мелких алмазов получить один крупный. Они сильно нагрели тигель с алмазами и были поражены, увидев, что последние загорелись как уголь, оставив после себя лишь маленькую щепотку золы.

В 1772 году Лавуазье так же исследовал действие жара на алмаз и установил, что алмаз сгорает точно так же, как и уголь.

Другой французский химик Жан Дарсе (1725-1801) резко выступил против утверждения Лавуазье, обвиняя его в подтасовке фактов. Дарсе доказывал, что алмаз не сгорает, а испаряется. Тогда еще раз в 1797 году английский химик Теннант (1761-1815) сжег алмаз в плотно закрытом золотом тигле и показал, что алмаз горит как чистый углерод.

Алмаз – кристаллическая метстабильная модификация углерода.

Нагретый на воздухе до температуры выше 800 С, он сгорает: С+О=СО . Если же нагревать алмаз без доступа воздуха, то он превращается в графит, давление пара которого даже при 2000 С исчезающе мало, около 0.01 Па, и, следовательно, испаряться в этих условиях не может.

Сейчас хорошо известны три аллотропических видоизменения углерода: алмаз, графит и карбин белого цвета, полученный в 1961 году советскими учеными. Раньше ошибочно считали аллотропической разновидностью углерода сажу. Однако ее кристаллическое строение оказалось подобным графиту.

Существует и четвертая разновидность углерода – лонс-дейлий, имеющий кристаллическое строение. Он обнаружен в метеоритах и получен искусственно. Строение его еще изучается.

Содержание углерода в земной коре составляет 2,3∙10 % по массе. Углерод – основная составная часть растительного и животного мира. Все горючие ископаемые – нефть, газ, торф, сланцы – построены на углеродной основе. Большая часть углерода сосредоточена в минералах - известняке СаСО и доломите CaMg(CO ) , представляющих собой соли щелочноземельных металлов и слабой угольной кислоты H CO .

Атомы углерода могут соединяться разнообразными способами между собой и с атомами многих других элементов, образуя огромное разнообразие веществ. Их химические связи могут возникать и разрушаться под действием природных факторов. Так возникает круговорот углерода в природе: из атмосферы – в растения, из растений – в животные организмы, из них – в неживую природу т.д. Где углерод, там многообразие веществ, где углерод, там самые разнообразные по молекулярной архитектуре конструкции.

Неоценимо значение соединений углерода в жизни человека – повсюду нас окружает связанный углерод: в атмосфере и литосфере. В растениях и животных, в нашей одежде и пище.

Соединения углерода играют громадную роль и в существовании самого человеческого организма.

Определение алмаза

Алмаз — самый твердый из существующих минералов. Ничто не может поцарапать алмаз, а он, в свою очередь, может поцарапать все, что угодно. Но, будучи чрезвычайно твердым, алмаз легко разбивается. Кроме того, он является самым тугоплавким и теплопроводящим элементом. Алмазы бывают ювелирными и техническими. Прозрачные ювелирные используются для изготовления бриллиантов, из технических делают долота для бурения скважин, детали приборов. Главные производители алмазов – Австралия, Россия, ЮАР и Демократическая Республика Конго, на которые в совокупности приходится более 3/5 мировой добычи алмаза. Другие крупные производители – Ботсвана, Ангола и Намибия. Индия, бывшая единственным источником алмазов до 18 в., в настоящее время добывает их сравнительно немного. Сверкание и красота алмаза в полной мере раскрываются только после огранки. Долгое время считалось, что Л. ван Беркем из Брюгге в конце 15 в. разработал метод точной симметричной огранки (используемый до сих пор), заключающийся в шлифовке камня на железном круге, на который наносится смесь алмазного порошка и масла. Сейчас существование этого мастера ставится под сомнение. Предполагают, что вышеуказанный метод был разработан в Индии. Ранее полагали также, что бриллиантовую огранку (главный тип огранки округлых алмазов и в настоящее время) изобрел итальянский гранильщик Винченцо Перуцци в конце 17 в., но и это мнение оказалось ошибочным. Бриллиантовая огранка разрабатывалась постепенно на протяжении всего 17 в. Ранее были созданы другие типы симметричной и тщательно спроектированной огранки. Например, огранка розой, когда камни имеют форму капли смолы (т.е. плоское основание и ограненный треугольными фасетами купол), вероятно, появилась в начале 16 в. Однако бриллиантовая огранка, близкая к современной, сложилась лишь в начале 20 в., когда были установлены пропорции и углы, необходимые для придания камню максимального сверкания. Ювелиры называют такую огранку «старой горняцкой». В настоящее время огранка алмаза еще более совершенна.

Любой ограненный камень, включая бриллиант, состоит из двух частей: верхней – коронки и нижней – павильона. Между ними располагается узкий поясок, или рундист (самая широкая часть бриллианта). Обычный круглый бриллиант имеет 58 фасетов, или фасеток (искусственных граней). К ним относятся: 1 восьмиугольная таблица (площадка), венчающая коронку, 8 фасетов звезды, 4 главных фасета коронки, 4 угловых фасета коронки, 16 верхних фасетов рундиста (прилегающих к нему сверху), 16 нижних фасетов рундиста (непосредственно под ним), 4 угловых фасета павильона, 4 главных фасета павильона и 1 фасетка на кончике павильона (калета; теперь наносится очень редко).

Интерес к алмазам объясняется тем романтическим ореолом, который окружает многие знаменитые драгоценные камни. Так, алмаз «Кох-и-нор» («Гора света») найден в копях Голконды (Индия). По преданию, в 1304 султан Ала-ад-Дин Хильджи отобрал его у раджи княжества Мальва, в чьей семье камень находился много поколений. Когда он в 1849 перешел во владение Британии, то представлял собой неправильно ограненный «овальной розой» камень массой 186 каратов (1 кар = 0,2 г). По приказу королевы Виктории его переогранили, после чего масса камня уменьшилась до 108,93 кар.

Самый замечательный алмаз – «Куллинан» – был обнаружен в 1905 в Трансваале (ЮАР). Масса этого великолепного ювелирного камня в сыром (неограненном) виде составляла 3106 кар (621 г). Он был преподнесен в подарок королю Великобритании Эдуарду VII. Из него изготовили бриллиант («Звезда Африки») массой 530,2 кар, еще один бриллиант массой 317,4 кар и семь камней массой от 94,45 до 4,39 кар каждый. Кроме того, из его осколков огранили еще 96 мелких бриллиантов общей массой 7,55 кар. В процессе огранки было потеряно 66% исходной массы камня.

Алмаз и люди

Греки нарекли алмаз именем «адамас», что в переводе означает «непобедимый». Среди всех известных камней алмазу нет равных по силе игры света, которая проявляется в ярких, красочных — от голубого до огненно-красного — световых бликах, возникающих при освещении камня.

Однако истинная красота алмаза открылась человеку не сразу, хотя известен он уже около 5 тысяч лет. Впервые его обнаружили, по-видимому, речных россыпях Индии вместе с другими драгоценными камнями и золотом. Ему приписывали магические свойства, а наиболее крупные знаменитые кристаллы овеяны ореолом магических легенд. В Европу алмаз был завезен в античную эпоху, вероятнее всего, из Индии. В Британском национальном музее имеется древнегреческая (V век до н. э.) бронзовая статуэтка, у которой глаза сделаны из необработанных алмазов. Долгое время эти камни использовали именно в необработанном виде. Индийские камнерезы всю обработку камня сводили к снятию смолоподобной корки и полировке естественных граней алмазным порошком. В других странах считалось, что обрабатывать алмазы нельзя из-за их высокой твердости. Необработанный алмаз, как известно, выглядит очень невзрачно, поэтому неудивительно, что персы в XIII в. считали жемчуг, рубин, изумруд и даже хризолит более дорогими камнями, чем алмаз. В Европе в Средние века он также ценился ниже изумруда и рубина. Только в XVI в. гранильщикам удалось разработать специальную огранку алмаза — бриллиантовую, которая максимально подчёркивает ослепительную красоту камня.

На ювелирные цели идёт около 10-15 % добытых алмазов. Ценятся только бесцветные кристаллы без оттенка, за исключением голубого, и без изъянов — так называемые алмазы чистой воды. Цены на ювелирные камни колеблются в зависимости от их качества и размеров — от нескольких сот долларов за карат. Основная масса алмазов используется в технике. Из них изготовляют абразивные материалы для полировки и шлифовки твёрдых веществ, буры для проходки глубоких скважин в твёрдых породах, резцы для обработки металлов, гравёрные иглы и т. д. Технические алмазы продаются по 3-4 доллара за карат.

На протяжении многих веков монополия на поставку этого необыкновенного камня принадлежала Индии. Именно здесь были найдены знаменитые алмазы «Кохинур», «Питт» (или «Регент»), «Орлов», «Санси», «Шах» и др.

В начале XVIII в. индийские копи были уже сильно истощены, алмазов на мировой рынок поступало всё меньше и меньше. Поэтому, когда в 1714 г. крестьянин Ф. Машадо да Силва нашёл первый алмаз в Бразилии, в штате Гояс, началась настоящая алмазная лихорадка. Тысячи гаримпейрос (старателей) перекапывали и промывали горы песков и галечников вокруг посёлка Диамантино в поисках сверкающих волшебными лучами камешков и песчинок. Индия перестала быть единственным поставщиком алмазов на мировой рынок.

Вслед за бразильской алмазной лихорадкой по всему миру прокатилась волна открытий алмазных россыпей. Алмазы были обнаружены в России, Австралии и Южной Африке. В России первый алмаз найден на Урале в 1829 г. Павлом Поповым, 14-летним промывальщиком Крестовоздвиженского золотого прииска. Несколько позже в Горноблагодатском округе, недалеко от города Нижнего Тагила, были открыты речные россыпи с небольшим количеством мелких алмазов. Однако, несмотря на непрекращавшиеся в течении 150 лет поиски, значительных россыпей алмазов в нашей стране обнаружить не удалось.

В начале 1867 г. в Южной Африке на реке Оранжевой была найдена белая галька, которая оказалась прекрасным алмазом весом 21 карат, а в марте 1869 г. - камень в 83,5 карата, названный позже «Звездой Южной Африки», или «Дадли». Вскоре здесь были обнаружены богатые россыпи. В октябре 1890 г. мир узнал о сенсационном открытии вблизи посёлка Кимберли в Южной Африке месторождений нового типа — кимберлитовых трубок. Такая трубка представляет собой почти вертикальный конус, расширяющийся вверху до нескольких сот метров и сужающийся на глубине. Его слагают обломки породы тёмно-зелёного цвета, которые образовались в результате прорыва в земную кору магматического расплава из недр Земли, содержащего кристаллы алмаза. По имени посёлка, где впервые было встречено трубообразное тело, эта порода названа кимберлитом. Под воздействием горячих растворов и газов кимберлит приобретает голубоватый оттенок, а на поверхности он превращается в рыхлую буровато-желтую массу — так называемую жёлтую землю, которая содержит алмазы и довольно легко подвергается разрвботке и обогащению.

Алмазные трубки открыли новые возможности для горнорудного производства. К концу первого десятилетия XX в. в Африке были выявлены сотни месторождений. Позднее, в 1940 г. канадский геолог Д. Т. Вильямс обнаружил в Танзании крупнейшую и богатейшую трубку Мвадуи глубиной 1625 м при ширине 1070 м. Из кимберлитов, буровато-жёлтой коры выветривания и многочисленных россыпей, образовавшихся в окресностях трубки, в 70-х гг. ежегодно добывались алмазы весом около 1 млн каратов, что составляло 1 % производства того времени. В 1947 г. здесь был обнаружен уникальный розовый алмаз чистой воды массой 54,5 карата. Вильямс подарил этот камень королеве Англии Елизавете II по случаю её бракосочетания. Им украсили брошь, изготовленную в виде цветка.

Легенды об алмазе

В давние времена существовала глубокая вера, что твёрдость алмаза такова, что его невозможно разбить даже молотом на наковальне: быстрее расколется молот или наковальня уйдет в землю. Плиний писал, что алмазы «...так сопротивляются ударам, что железо с обеих сторон разлетается, а сама наковальня растрескивается. Твердось алмаза несказанная, притом имеет он естество, одолевающее огонь, и никогда не нагревается. Сего ради и получил название неодолимый по толкованию с греческого языка». Вера в это была столь глубока, что, по преданию, рабу предлагались свобода и гражданство, если он расколет алмаз, но желающих не находилось (по-видимому, при неудачной попытке можно было лишиться жизни).

Диагностика самоцвета (алмаз или нет) в те годы, наверное, велась просто — на наковальне: колется — значит фальшивка. Никто не узнает, сколько этих ценных самоцветов было раздроблено. По крайней мере известно, что бургундский герцог Карл Смелый (XV век), безоговорочно веривший в охранительную силу алмаза, по свидетельству его современников, перед сражением надевал все свои многочисленные алмазные украшения. Но в одном из сражений (1477 год) он был всё-таки убит, а швейцарские наёмники, которым досталось большинство его украшений, именно так проверили их на «натуральность», «убедившись» (по своей темноте), что всё это фальшивка, хотя это были натуральные алмазы.

Алмаз с давних времен — символ власти и высокого общественного положения, богатства и невинности, благосостояния и бесстрашия, верности и постоянства; по восточным поверьям, он олицетворяет целомудрие и чистоту, непобедимость и счастливую судьбу. Он придает владельцу силу и храбрость, мужество и твёрдость характера, предохраняет от врагов, от свар, усиливает остроту ума. Носящий его бывает угоден сильным мира сего, а окружающим его людям — мил и приятен, слова его и мнение уважаются, зла, злых и нечистых духов он не боится и всегда бывает весел.

Алмаз может сделать своего владельца невидимым и предохранит его от плохих влияний со стороны, повысит его деловую активность, придаст ему гордости. Людям с сильной волей он гарантирует успех в их предприятиях, изгоняет греховные помыслы, но не сможет противостоять дьявольскому наваждению при слабости духа своего хозяина. Он отгоняет пустые страхи (некоторые народы даже называют его «анахит», т. е. освобождающий от страха). По понятиям турок и персов, пристальное созерцание алмаза разгоняет тоску, хандру, делает человека проницательнее.

Астрологи считают, что алмаз — это камень Солнца и Венеры, поэтому он очень благоволит к женщинам. Он сгоняет с их лиц «пестрые» пятна, а будучи на руке, позволяет без мучений разрешиться от бремени.

По индийским легендам, алмаз снижает высокую температуру, врачует воспаления, инфекции, рвоту, желтуху и другие болезни печени, помогает при склерозе и эпилепсии, экземе и всех других заболеваниях кожи, ряде женских болезней, сумасшествии и шизофрении. Способствует лучшему ходу лечения различных хронических заболеваний; снимает усталость и раздражительность, улучшает обмен веществ.

Список литературы

В. Малышкина, «Занимательная химия», изд. «Тригон», Санкт-Петербург, 2001

«Энциклопедия для детей,том 4: Геология», изд. «Аванта», Москва, 2001

С. М. Николаев, «Камни и легенды», Сиб. унив. изд. Новосибирск, 2003

«Камни и ракушки», изд. «Астрель», Москва, 2000

«Факты, цифры, рекорды», изд. «Астрель», Москва, 2004

«Азбука природы», изд. дом «Ридерз Дайджест»,1997

«Страны и народы», изд. «Мысль», Москва, 1981

«Древо познания: универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи», научно-познавательная коллекция «Маршал Кавендиш»

«Большая книга вопросов и ответов», изд. «Эксмо», Москва, 2003

«Минералы: сокровища Земли», изд. «DeAGOSTINI»