Por que o diamante é duro?

Answer 1

Diamantes são tão duros devido ao formato da estrutura dos diamantes.

Diamantes são cristais de carbono puro. Cada átomo de carbono é mantido unido por quatro ligações a outros átomos de carbono. É uma estrutura muito forte. Quase impossível de se quebrar.

PARA SABER MAIS:

O diamante é um polimorfo de carbono puro, de fórmula química C.

Cristaliza no sistema cubico, geralmente em cristais com forma octaédrica (8 faces) ou hexaquisoctaédrica (48 faces), frequentemente com superfícies curvas, arredondadas, incolores ou coradas. Os diamantes de cor escura são pouco conhecidos e o seu valor como gema é menor devido ao seu aspecto pouco atractivo.

Sendo carbono puro, o diamante arde quando exposto a uma chama, transformando-se em dióxido de carbono. É solúvel em diversos ácidos e infusível, excepto a altas pressões.

O diamante é o mineral mais duro actualmente conhecido, com uma dureza de 10 (valor máximo da escala de Mohs). Isto significa que não pode ser riscado por nenhum outro mineral ou substância que possua uma dureza inferior a 10. No entanto, é muito frágil, ficando esse facto a dever-se à clivagem octaédrica perfeita segundo {111}. Estas duas características fizeram com que o diamante não fosse talhado durante muitos anos.

A densidade é de 3,52. O brilho é adamantino, derivado do elevadíssimo índice de refracção (2,42). Recorde-se que todos os minerais com índice de refracção maior ou igual a 1,9 possuem este brilho. No entanto, os cristais não cortados podem apresentar um brilho gorduroso. Pode apresentar fluorescência sob luz ultravioleta, originando colorações azul, rosa, amarela ou verde.

Formação e associações
Os jazigos primários (que se formaram ao mesmo tempo que a rocha que os contém) de diamante têm uma origem magmática intrusiva, em rochas denominadas kimberlitos, que se formam a vários quilómetros de profundidade, no manto.

A ocorrência de diamantes à superfície fica a dever-se ao arrasto dessas rochas através de chaminés vulcânicas. A rocha é erodida pelos agentes atmosféricos, enquanto que os diamantes, devido às suas características, permanecem inalterados, acabando por ser arrastados pelas águas e concentrados em depósitos aluviais que tomam o nome de placers e que não são mais que areias constituídas quase exclusivamente por diamantes.

Ocorrência e identificação
Os diamantes são minerais raros, mas bastante fáceis de identificar, devido às suas características físico-químicas.

No entanto, para um coleccionador, a única hipótese de possuir um diamante na sua colecção é efectivamente comprá-lo, dado que o comércio deste mineral é quase totalmente controlado por grandes empresas que têm o monopólio da venda de diamantes e atribuição do seu valor comercial.

Os diamantes são extraídos principalmente da ex-URSS, África do Sul e Zaire, que juntos contribuem com mais de 3/5 da produção mundial. Outros produtores importantes incluem o Botswana, a China, o Brasil, Angola e Namíbia. No entanto também se encontram alguns diamantes nos EUA (Arkansas, Virgínia, Wisconsin e Califórnia). A Índia, que era o único produtor de diamante antes do século XVIII, tem agora uma quota bastante reduzida na produção. Também já se encontraram estes cristais em meteoritos.

Aplicações e valor
Só os diamantes incolores ou com matizes bonitos constituem pedras preciosas, que se utilizam em joalharia, montados em metais preciosos e/ou em associação com outras gemas.

O interesse popular nos diamantes centra-se no seu valor como gemas, mas os cristais têm ainda uma maior importância como ferramentas industriais. As variedades negras e microcristalinas, não tendo valor comercial, utilizam-se na indústria como abrasivos de alta qualidade ou como ferramentas de talha ou como perfuradores para materiais de dureza elevada. Estes podem ser usados para cortar, tornear e furar alumina, quartzo, vidro e artigos cerâmicos. O pó de diamante é usado para polir aços e outras ligas.

Talha
O valor do diamante reside na ausência total de impurezas e de cor.

Uma vez seleccionados, os diamantes são cortados e talham-se ao longo de direcções nas quais a dureza é menor. Uma talha bem realizada é aquela que realça o foco, ou seja, o conjunto de reflexos de cores derivados da dispersão da luz branca no interior da gema.

Diamantes sintéticos
Actualmente, existe a possibilidade de fazer diamantes sintéticos, submetendo grafite a pressões elevadas. No entanto, o resultado são quase sempre cristais de dimensões demasiado reduzidas para poderem ser comercializados como gemas. O risco de se adquirir um diamante artificial é quase nulo, sendo inclusivamente inferior à possibilidade de encontrar gemas que os comerciantes dizem ser diamante mas que não o são realmente.

Embora já em 1880 J. Balentine Hannay, um químico escocês, tivesse produzido minúsculos cristais, só em 1955 cientistas da General Electric Company conseguiram um método eficaz para a síntese de diamantes artificiais. Este feito foi creditado a Francis Bundy, Tracy Hall, Herbert M. Strong e Robert H. Wentorf, depois de investigações efectuadas por Percy W. Bridgeman na Universidade de Harvard. Os diamantes assim conseguidos eram de qualidade industrial sendo hoje em dia produzidos em larga escala. Cristais com a qualidade de pedras preciosas, só se conseguiram sintetizar em 1970 por Strong e Wentorf, num processo que exige pressões e temperaturas extremamente elevadas.

Answer 2

A dureza do diamante é devido às fortes ligações interatômicas covalentes.

1. Características:
 Policristalino
 Grãos muito pequenos e/ou grãos relativamente grandes
 À temperatura ambiente e pressão atmosférica, o diamante é um polimorfo metaestável do carbono.

2. Propriedades:
 Material mais duro conhecido(devido às fortes ligações interatômicas covalentes)
 Condutividade elétrica muito baixa(devido às fortes ligações interatômicas covalentes)
 Condutividade térmica anormalmente alta para um material não-metálico
 Elevado índice de refração

3. Aplicação:
 Revestimento de superfícies de perfuratrizes, engrenagens, matrizes, mancais, facas, entre outras ferramentas.
 Usado para corta e polir materiais mais moles

Answer 3

A dureza do diamante resulta da sua estrutura cristalina covalente, na qual, cada átomo de carbono está ligado covalentemente a quatro outros, situados nos vértices de um tetraedro. A ligação C – C tem comprimento 1,54Å e ângulo de 109,5°.

Answer 4

O carbono é a matéroia mais dura conhecida porque seus átomos estão interligados em alta densidade. O diamante é o mineral com a mais alta dosagem de carbono, daí é duro.
Outras pedras preciosas como os rubis, as esmeraldas, topázios e o zircônio (mineral artificial) também têm alta concentração de carbono, mas não tanto quanto o diamante.

Answer 5

O diamante é composto de carbono (carvão) que sofreu uma altíssima pressão, que chegou a ponto de mudar sua ligação molecular na cadeia de carbono, tomando uma forma que transformou o carvão antes mole na matéria mais dura da Terra. Há quem ache que se aquecermos o diamante a uma temperatura bastante elevada ele volte a ser carvão. O problema é achar alguém disposto a ceder seu diamante para a tal experiência, pois precisaríamos de centenas de anos sob pressão para ele voltar a ser diamante de novo.

Answer 6

O diamante é uma das formas alotrópicas do carbono, que também pode se apresentar na forma pura como: grafite, carvão e fulerenos. Em compostos, ele pode ser encontrados em carbonatos, hidrocarbonetos, carbetos, etc.

O diamante possui uma estrutura extremamente unida e com ligações fortes, na qual, cada um dos átomos está unido a outro por ligações covalentes poderosas e altamente direcionadas a quatro carbonos vizinhos, dispostos nos vértices de um tetraedro regular (com orbitais híbridos do tipo sp3).

Esta forma alotrópica do carbono é a substância natural mais dura existente no mundo. É definido pela escala de dureza de Mohs, dureza igual a 10 para o diamante. O diamante pode ser utilizado para riscar, marcar, ou cortar qualquer outra substância, dura ou não. A dureza do diamante é derivada da sua estrutura altamente compacta.

O diamante além de ser altamente duro, é também um bom isolante elétrico, pois seus elétrons de valência estão firmemente envolvidos na formação da ligação sigma entre os átomos de carbonos, não sobrando elétrons livres para conduzir corrente elétrica, como no caso da grafite.

Dureza - relacionado a capacidade de riscar outros materiais. Quanto maior for a dureza do material, maior será a sua capacidade de riscar outros corpos.
Tenacidade - relacionado a capacidade de resistir ao impacto.

O diamante é altamente duro, ou seja, risca qualquer outro material existente, no entanto, sua tenacidade não é grande como sua dureza. Sendo assim, o diamante pode sim ser quebrado, mas não, ser riscado. Uma martelada em uma pedra de diamante pode quebrá-lo em diversos pedaços.