углерод алмаз

Ответ от Елена Казакова[гуру]
Алмаз образуется только при высоком давлении и температуре.
Учёные знали, что алмаз, устойчивый при обычных температурах, при нагревании без доступа воздуха переходит в графит. Это наводило на мысль, что и обратное превращение надо искать при высоких температурах. Но как вызвать это превращение, как заставить графит перейти в алмаз?
Из сравнения плотности угля (1,3 * 10³ кг/м³), графита (2,2 * 10³ кг/м³) и алмаза (3,5 * 10³ кг/м³) следовало, что для получения алмаза уголь и графит надо уплотнить. Сжать - применить высокое давление.
Итак, высокое давление и высокие температуры - вот что может принести успех!
К такому же выводу можно было прийти, рассматривая условия образования алмазов в природе.
Действительно, изучение алмазных месторождений показывает, что образование алмазов происходит, по-видимому, глубоко в недрах Земли, в условиях высоких давлений и температур. Подземными взрывами алмазы вместе с окружающей их породой были выброшены по трубчатым прорывам на земную поверхность.
Давно было замечено, что в метеоритах, состоящих из железа, часто встречаются вкрапления графита. Но совершенно неожиданно в 1882 году алмазы были найдены в Венгрии, а позднее, в 1891 году, алмазы обнаружили в огромном метеорите, упавшем в Аризоне (США) .
Считалось, что метеориты представляют собой обломки застывшей магмы, выброшенной из вулканов планет. При остывании давление внутри метеоритов повышалось, и возникали условия, в которых могли образовываться алмазы.
В 1893 году французский химик А. Муассан решил повторить в лаборатории естественный процесс образования алмазов в метеоритах - быстро охладить расплавленное железо, содержащее углерод.
В этот период Муассан изучал химические реакции, проходящие при очень высоких температурах, которые он получал с помощью вольтовой дуги в особой электрической печи.
Муассан решил использовать свою высокотемпературную печь для получения алмазов. Он проделал в дне печи отверстие и под ним поставил сосуд с водой. В печи железо расплавлялось, насыщалось углеродом, и капельки этого насыщенного углеродом расплавленного железа падали в холодную воду. Внешние слои капельки быстро охлаждались и, сжимаясь, оказывали огромное давление на находящееся внутри и еще не успевшее остыть железо. Получившиеся железные шарики растворялись в кислотах. Внутри шариков были найдены маленькие кристаллики более или менее правильной формы размером до 0,5 - 0,7 мм. Эти кристаллики были очень твёрдые, и химический анализ - сжигание в кислороде - показал, что они состоят из чистого углерода. Четыре кристаллика были чёрного цвета, два желтоватых, остальные бесцветные. Три кристаллика с чёрными точками очень напоминали бразильские алмазы. Один был исключительно правильной формы. Кристалл самой «чистой воды» Муассан назвал «регентом» .
Получение алмазов в лаборатории вызвало мировую сенсацию. Однако многочисленные попытки других учёных повторить опыты Муассана оказались безрезультатными. Только удалось получить маленький кристаллик размером 0,05 мм, который по удельному весу, свечению в ультрафиолетовых лучах и горению в кислороде был признан алмазом.
Известны имена и других учёных, занимавшихся «алмазотворением» . Н. В. Каразин в России (1823г. ) , Каньяр-Латур и Ганналем во Франции (1829 г. ) «жжением угля» получили кристаллы. Похожие на алмазы, но они оказались карбидами - соединениями металлов с углеродом. В России К. Д. Хрущев (1893 г. ) пытался получить алмазы кристаллизацией углерода из расплава серебра при атмосферном давлении, а также получил прозрачные кристаллы карбидов.
Всё это были поиски вслепую.
Впервые условия образования алмазов были определены в работах советского физика О. И. Лейпунского, который в 1931 году рассчитал давление и температуры, необходимые для превращения графит - алмаз.
Комментируя свои расчеты, О. И. Лейпунский писал: « Во -первых, надо нагреть графит не меньше, чем до 2000 градусов. Чтобы атомы углерода могли переходить с
Источник: sait(!).files/page0006.htm