En mineraloxía, el diamante (del griegu antiguu αδάμας, adámas, que significa invencible o inalterable) ye un alótropo del carbonu onde los átomos de carbonu tán dispuestos nuna variante de la estructura cristalina cúbica centrada na cara denomada «rede de diamante». El diamante ye la segunda forma más estable de carbonu, dempués del grafitu; sicasí, la tasa de conversión de diamante a grafitu ye despreciable a condiciones ambientales. El diamante tien sonadía específicamente como un material con carauterístiques físiques superlatives, munches de les cuales deriven del fuerte enllaz covalente ente los sos átomos. En particular, el diamante tien la más alta durez y conductividá térmica de tolos materiales. Estes propiedaes determinen que l'aplicación industrial principal del diamante seya en ferramientes de corte y d'apolazadura.
El diamante tien carauterístiques óptiques destacables. Por cuenta de la so estructura cristalina desaxeradamente ríxida, pue ser contaminada por pocos tipos d'impureces, como'l boru y el nitróxenu. Combináu cola so gran tresparencia (correspondiente a una amplia banda prohibida de 5,5 eV), esto resulta na apariencia clara ya incolora de la mayoría de diamantes naturales. Pequeñes cantidaes de defectos o impureces (aproximadamente una parte por millón) inducen un color de diamante azul (boru), mariellu (nitróxenu), marrón (defectos cristalinos), verde, violeta, rosado, negru, naranxa o colloráu. El diamante tamién tien una dispersión refractiva relativamente alta, esto ye, habilidá pa esperdigar lluz de distintos colores, lo que resulta nel so llustre carauterísticu. Les sos propiedaes óptiques y mecániques escelentes, combinaes con una mercadotecnia eficiente, faen que'l diamante seya la xema más popular.
La mayoría de diamantes naturales formar a condiciones de presión alta y temperatura alto, esistentes a fondures de 140 km a 190 km nel mantu terrestre. Los minerales que contienen carbonu aproven la fonte de carbonu, y la crecedera tien llugar en periodos de 1 a 3,3 mil millones d'años, lo que correspuende a, aproximadamente, el 25% a 75% de la edá de la Tierra. Los diamantes son llevaos cerca a la superficie de la Tierra al traviés d'erupciones volcániques fondes por un magma, que s'esfrez en roques ígnees conocíes como kimberlites y lamproites. Los diamantes tamién pueden ser producíos sintéticamente nun procesu d'alta presión y alta temperatura qu'asemeya aproximadamente les condiciones nel mantu de la Tierra. Una alternativa, y téunica dafechu distinta, ye la deposición química de vapor. Dellos materiales distintos al diamante, incluyendo a la zirconia cúbica y carburu de siliciu son denominaos frecuentemente como simulantes de diamantes, asemeyando al diamante n'apariencia y munches propiedaes. Desenvolviéronse téuniques xemolóxiques especiales pa estremar los diamantes sintéticos y los naturales, y simulantes de diamantes.
Historia El nome diamantest deriva del griegu antiguu ἀδάμας (adámas), «propiu», «inalterable», «irrompible, indomable», de ἀ- (a-), «ensin» + δαμάω (damáō), «yo gobierno, yo domo». Sicasí, piénsase que los diamantes fueron reconocíos y minaos per primer vegada na India, onde depósitos aluviales significativos de dicha piedra podríen atopase munchos sieglos tras a lo llargo de los ríos Penner, Krishna y Godavari. Considérase probáu que los diamantes fueron conocíos na India dende hai siquier 3.000 años, y conxetúrase que se conocieren fai yá 6.000 años.
Los diamantes fueron atesoraos como xemes dende'l so usu como icono relixosos na Historia de la India antigua India. El so usu en ferramientes de grabáu tamién se remonta a la historia humana más temprana. La popularidá de los diamantes foi creciendo dende'l sieglu XIX por cuenta del so creciente suministru, meyores téuniques de corte y apolazadura, crecedera na economía mundial, y campañes de publicidá innovador y esitoses.
En 1813, Humphry Davy usó una lente pa concentrar los rayos del sol nun diamante nuna atmósfera d'oxíxenu, y demostró que l'únicu productu de la combustión yera dióxidu de carbonu, demostrando que'l diamante taba compuestu de carbonu. Darréu, demostró que, nuna atmósfera desprovista d'oxíxenu, el diamante convertir en grafitu.
L'usu más familiar de los diamantes anguaño ye como xemes usaes para adornu, un usu que se remonta a l'antigüedá. La dispersión de la lluz blanco nos colores espectrales ye la carauterística xemolóxica primaria de ximir diamantes. Nel sieglu venti, espertos nel campu de la xemoloxía desenvolvieron métodos pa clasificar a los diamantes y otres xemes, basándose nes carauterístiques más importantes del so valor como xema. Los cuatro carauterístiques, conocíes informalmente como les cuatro C, son usaes agora d'una manera común como descriptores básicos de los diamantes: estos son carat, cut, colour y clarity (pesu, talla, color y pureza).
El Cullinan ye'l mayor diamante topáu en tola historia del que se tenga conocencia. El so valor yera incalculable, hasta tal puntu que tuvo de ser estazáu en dellos fragmentos.
Propiedaes materiales
thumb|El diamante y el grafitu son dos alótropos del carbonu: formes pures del mesmu elementu, pero que difieren n'estructura.
Un diamante ye un cristal tresparente d'átomos de carbonu enllazaos tetraedralmente (sp³) que cristaliza na rede de diamante, que ye una variación de la estructura cúbica centrada na cara. Los diamantes afixéronse pa munchos usos, por cuenta de les escepcionales carauterístiques físiques. Les más notables son la so durez estrema y la so conductividá térmica (900–2.320 W/(m·K)), según l'amplia banda prohibida y alta dispersión óptica. Sobre los 1.700 °C (1.973 K / 3.583 °F) nel vacíu o n'atmósfera llibre d'oxíxenu, el diamante convertir en grafitu; n'aire'l tresformamientu empieza aproximao a 700 °C. Los diamantes esistentes na naturaleza tienen una densidá que va dende 3,15–3,53 g/cm³, con diamantes bien puros xeneralmente desaxeradamente cerca a 3,52 g/cm³.
Durez El diamante ye'l material natural más duru conocíu hasta'l momentu, onde la durez ta definida como la resistencia a la rayadura. El diamante tien una durez de 10 (la máxima durez) na escala de Mohs de durez de minerales. La durez del diamante foi conocida dende l'antigüedá, y ye la fonte del so nome.
Los diamantes naturales más duros nel mundu son de los campos de Copeton y Bingara, allugaos nel área de New England en Nueva Gales del Sur, Australia. Fueron llamaos can-nin-faire ("nun puede faese nada con ellos"—una combinación del inglés "can" = poder, italianu "nin" = non y el francés "faire" = faer) polos cortadores en Amberes cuando empezaron a llegar en cantidaes dende Australia na década de 1870. Estos diamantes son xeneralmente pequeños, octaedros perfectos a semiperfectos, y úsense p'apolazar otros diamantes. La so durez ta acomuñada cola forma de crecedera del cristal, que ye nuna sola etapa. La mayoría d'otros diamantes amuesen más evidencies de múltiples etapes de crecedera, lo que produz inclusiones, falles y planos de defectos na rede cristalina, tou lo qu'afecta la so durez. Ye posible tratar diamantes regulares so una combinación de presión alta y temperatura alto pa producir diamantes que son más duros que los diamantes usaos en dispositivos de durez.
La durez de los diamantes contribúi a la so aptitú como xema. Por cuenta de que namái pueden ser rayaos por otros diamantes, caltienen la so apolazadura desaxeradamente bien. A diferencia d'otres xemes, afáense bien al usu diariu por cuenta de la so resistencia al rayáu —seique esto contribúi a la so popularidá como la xema preferida n'aniellos de compromisu y aniellos de matrimoniu, que suelen ser usaos tolos díes mientres décades.
L'usu industrial de los diamantes foi acomuñáu históricamente cola so durez; esta propiedá fai al diamante'l material ideal para ferramientes de cortáu y apolazáu. Como material natural más duru conocíu, el diamante puede ser usáu p'apolazar, cortar, o erosionar cualquier material, incluyendo otros diamantes. Les adautaciones industriales comunes d'esta habilidá inclúin broques y sierres, y l'usu de polvu de diamante como un abrasivo. Los diamantes de grau industrial menos caros, conocíos como bort, con munches falles y color más probe que les xemes, son usaos pa tales propósitos.
El diamante nun ye aptu pa maquinaries d'aleaciones ferrosas a altes velocidaes, yá que el carbonu ye soluble en fierro a les altes temperatures creaes pola maquinaria d'alta velocidá, conduciendo a una gastadura amontada nes ferramientes de diamante cuando les compara con alternatives.
Estes sustancies pueden rayar al diamante: Dellos diamantes son más duros qu'otros. Los agregaos nanocristalinos de diamantes producíos por tratamientu de presión alta y temperatura alto del grafitu o fullerenos (C60). Nitruro de boro cúbicu (Borazón) Una forma hexagonal del diamante denomada lonsdaleíta, que se predixo teóricamente ser 58% más fuerte que'l diamante.
Conductividá llétrica Otres aplicaciones especializaes tamién esisten o tán siendo desenvueltes, incluyendo'l so usu como semiconductores: dellos diamantes azules son semiconductores naturales, en contraste a la mayoría d'otros diamantes, que son escelentes aislantes llétricos. La conductividá y color azul aniciar de la impureza de boru. El boro sustitúi a átomos de carbonu na rede de diamante, donando un buecu na banda de valencia.
Comúnmente reparar una conductividá sustancial en diamantes nominalmente non dopados, que crecieron por deposición química de vapor. Esta conductividá ta acomuñada con especies rellacionaes al hidróxenu adsorbido na superficie, y puede ser esaniciada por recocido o otros tratamientos de superficie.
Tenacidá La tenacidá referir a l'habilidá del material d'aguantar la rotura por cuenta de un impautu fuerte. La tenacidá del diamante natural foi midida como 2,0 MPa·m1/2, y el factor d'intensidá de tensión crítico ye 3,4 MN·m−3/2. Estos valores son altos comparaos con otres xemes, pero baxos comparaos cola mayoría de ciencia de materiales materiales d'inxeniería. Como con cualquier material, la xeometría microscópica d'un diamante contribúi a los so resistencia a quebrar. El diamante tien un planu de quebra y de ende ye más fráxil en delles orientaciones que n'otres. El cortadores de diamantes usen esti atributu pa quebrar delles piedres, como pasu previu al facetado.
Xacimientos India, Namibia, Sierra Lleona, Brasil, Colombia, Venezuela, Méxicu, Perú, Australia, Estaos Xuníos, Ghana.
Color
right|300px|thumb|Diamantes coloriaos de marrón nel Muséu Nacional d'Historia Natural del Institutu Smithsonianu.
El diamante tien una amplia banda prohibida de 5,5 eV (o 225 nm) que toma tol espectru visible, lo que significa que'l diamante puru tendría de tresmitir la lluz visible y apaecer como un cristal tresparente ya incoloru. L'orixe de los colores nel diamante ta nos defectos de rede ya impureces. La mayoría d'impureces de diamantes consisten nel reemplazu d'un átomu de carbonu na rede cristalina. La impureza más cómun, nitróxenu, causa una coloración mariella llixera a intensa, dependiendo del tipu y concentración de nitróxenu presente. El Gemological Institute of America (GIA) clasifica la baxa saturación mariella y marrón como diamantes nel rangu normal de color, y aplica una escala de graduación dende 'D' (incoloru) hasta 'Z' (llixeramente mariellu). El nitróxenu ye, con diferencia, la impureza más común atopada en ximir diamantes, y ye responsable del mariellu y marrón nos diamantes (ver tamién: centro nitróxenu-vacante). El boro ye responsable del color azul buxu.Los diamantes de color distintu, como l'azul, son llamaos diamantes de "colores fantasía", y cayen so una escala de graduación distinta.