Ĉu diamanto povas daŭri eterne?

Demando
diamanto

Diamantoj ne daŭras eterne. Diamantoj degradas al grafito, ĉar grafito estas malsupra-energia konfiguracio sub tipaj kondiĉoj. Diamanto (la aĵojn en geedziĝaj ringoj) kaj grafito (la aĵojn en krajonoj) estas ambaŭ kristalaj formoj de pura karbono. La nura diferenco estas la maniero kiel la karbonatomoj estas aranĝitaj kaj ligitaj en la kristala krado. En diamanto, ĉiu karbonatomo estas ligita al kvar najbaraj karbonatomoj en proksime pakita tridimensia krado. En grafito, ĉiu karbonatomo estas forte ligita al tri najbaraj karbonatomoj en ebeno kaj la ebenoj de atomoj estas loze ligitaj unu al la alia. La degenero de diamanto al grafito estas simpla kazo de la atomoj interne rearanĝantaj kaj malstreĉiĝantaj al pli malalta energistato.. Ĉi tiu procezo postulas neniun kemian reakcion kun ekstera materialo. Kvankam grafito estas pli stabila formo de kristala karbono ol diamanto en normalaj kondiĉoj, ekzistas signifa kineta energia baro kiun la atomoj devas venki por atingi la pli malaltan energistaton. Diamanto estas do metastabila stato. Kiel ĉiam okazas en kemio, energio devas esti enigita por rompi kemiajn ligojn kaj permesi novajn ligojn formiĝi.

La situacio estas iom kiel stari ĉe la fundo de malgranda truo. Apud via truo estas eĉ pli profunda truo, sed muro apartigas vin de la pli profunda truo. Vi ne nur falas en la pli profundan truon, ĉar estas muro sur la vojo. Sed se vi ricevas sufiĉe da energio por salti trans la muron, vi falos en la pli profundan truon. La unua truo estas kiel la energia stato de diamanto kaj la pli profunda truo estas la energia stato de grafito. Kiam vi varmigas diamanton aŭ bombas ĝin per jonoj, la atomoj akiras sufiĉe da energio por ekaperi super la energia baro kaj reagordi al grafito. En normalaj kondiĉoj, la kinetika energio de la atomoj estas malgranda kompare kun la energia baro, tiel ke la degenero de diamanto al grafito estas tiel malrapida por esti preskaŭ neekzistanta. Alivorte, se vi nur portos diamanton sur via fingro ĉe temperaturoj komfortaj por homoj for de altaj jonaj fontoj, tiam la diamanto daŭros milionoj ĝis miliardoj da jaroj. Sur homa temposkalo kaj por ĉiutagaj homaj uzoj, la frazo “diamantoj estas eterne” estas tre bona aproksimado al la realo.

Ĉe pli altaj temperaturoj aŭ sub intensa jonbombado, la degenero de diamanto al grafito fariĝas multe pli rapida. La degenero de diamanto povas havi gravajn praktikajn implicojn. Ekzemple, la malmoleco de diamanto igas ĝin utila materialo el kiu formi tranĉrandojn kaj muelantan grizon. Sed se la temperaturo tro altas dum tranĉado aŭ muelado, la diamanto degradiĝos al grafito kaj defaliĝus, precipe en ĉeesto de fero. Notu, ke estas multe pli alta premo profunde en la tero ol ĉe la surfaco. Ĉe alta premo, diamanto estas la plej stabila agordo de pura karbono kaj ne grafito. Tial diamanto spontanee formiĝas kaj ne degradas al grafito profunda subtere. Notu ankaŭ, ke ĉar diamanto estas farita el karbono, diamanto povas bruligi same kiel karbo. Tial, se sufiĉas oksigeno ĉeestas, diamanto ĉe alta temperaturo brulos por formi karbondioksidon prefere ol transformi en grafiton.

Referenco:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/12/17/why-do-diamonds-last-forever/

Lasu respondon