diamante

diamante

Forma metastabile d’alta e altissima pressione del carbonio (C), che compare in natura come minerale stabile nella forma di grafite. Il diamante è presente nei vari ambienti geologici ma con una origine secondaria. Il carbonio con una struttura del tipo del diamante (4 atomi di C disposti secondo i vertici di un tetraedro regolare attorno a un atomo di C centrale, al quale sono legati tramite un legame covalente) è primario, infatti, solo nel mantello inferiore terrestre. Si forma a non meno di 5 GPa di pressione a temperature superiori a 1000 °C e persiste in superficie per un tempo illimitato solo per il fatto che vi viene trasportato per effetto di un meccanismo esplosivo di tipo kimberlitico, che, per la sua estrema rapidità, lo depressurizza senza però riuscire a destabilizzarlo. Se puro e perfetto nella struttura, il diamante è incolore. Può però apparire colorato se la struttura contiene atomi estranei, oppure se presenta difetti e distorsioni nella distribuzione spaziale degli stessi atomi di carbonio. Il diamante più diffuso (tipo I: 98% dei ritrovamenti) presenta impurezze di atomi d’azoto: il tipo Ia, il più comune (97,8%), contiene azoto in quantità significative (da 1000 a 3000 ppm) e in diverse forme di aggregazione, per cui varia di colore (da quasi incolore a giallo); il tipo Ib (0,2%) contiene poco azoto (25÷50 ppm) che però è in atomi isolati e gli conferisce un colore da giallo scuro a bruno. Molto più raro è il tipo II (2%), privo di azoto (〈20 ppm), ma contenente tracce di boro. Questo tipo presenta una colorazione grigiastra, oppure ha colori anomali che lo rendono molto pregiato come gemma (rosso, verde, azzurro): ciò avviene solo se all’impurità chimica si associano deformazioni strutturali di tipo plastico. La sua varietà rara tipo IIa è durissima, perfettamente trasparente nel visibile e totalmente isolante. Si presta, pertanto, ad applicazioni industriali di punta, come la trasmissione di pressioni più elevate nella cella a incudini di diamante. Anche gli altri diamanti sono adatti alle moderne tecnologie d’alta pressione, ma presentano varie limitazioni; in particolare, la maggior parte di loro assorbe una banda del visibile a causa della presenza di azoto e regge meno alla compressione, pur restando sempre migliore di ogni altro materiale dal punto di vista tensile.

→ Carbonio: stati fisici, chimici e proprietà; Mineralogia