Un diamant peut-il durer éternellement

Les diamants ne durent pas éternellement. Les diamants se dégradent en graphite, parce que le graphite est une configuration à faible énergie dans des conditions typiques. diamant (les trucs dans les alliances) et graphite (le truc dans des crayons) sont deux formes cristallines de carbone pur. La seule différence est la façon dont les atomes de carbone sont disposés et liés dans le réseau cristallin. En diamant, chaque atome de carbone est lié à quatre atomes de carbone voisins dans une grille tridimensionnelle étroitement serrée. En graphite, chaque atome de carbone est fortement lié à trois atomes de carbone voisins dans un plan et les plans des atomes sont liés de manière lâche les uns aux autres. La dégradation du diamant en graphite est un cas simple de réarrangement interne des atomes et de détente à un état d'énergie inférieure. Ce processus ne nécessite aucune réaction chimique avec un matériau externe. Bien que le graphite soit une forme de carbone cristallin plus stable que le diamant dans des conditions normales, il y a une barrière d'énergie cinétique importante que les atomes doivent surmonter pour atteindre l'état d'énergie inférieure. Le diamant est donc un état métastable. Comme toujours en chimie, de l'énergie doit être fournie pour rompre les liaisons chimiques et permettre la formation de nouvelles liaisons.

La situation est un peu comme se tenir au fond d'un petit trou. À côté de votre trou se trouve un trou encore plus profond, mais un mur vous sépare du trou plus profond. Vous ne tombez pas simplement dans le trou le plus profond, parce qu'il y a un mur sur le chemin. Mais si tu as assez d'énergie pour sauter par-dessus le mur, tu tomberas dans le trou le plus profond. Le premier trou est comme l'état énergétique du diamant et le trou le plus profond est l'état énergétique du graphite. Lorsque vous chauffez le diamant ou le bombardez d'ions, les atomes gagnent suffisamment d'énergie pour surgir au-dessus de la barrière d'énergie et se reconfigurer en graphite. Sous des conditions normales, l'énergie cinétique des atomes est faible par rapport à la barrière d'énergie, de sorte que la dégradation du diamant en graphite est si lente qu'elle est pratiquement inexistante. En d'autres termes, si vous ne portez un diamant au doigt qu'à des températures confortables pour les humains, loin des sources d'ions élevées, alors le diamant durera des millions à des milliards d'années. À l'échelle du temps humain et pour les usages humains quotidiens, la phrase “les diamants sont éternels” est une très bonne approximation de la réalité.

À des températures plus élevées ou sous un bombardement ionique intense, la dégradation du diamant en graphite devient beaucoup plus rapide. La dégradation du diamant peut avoir d'importantes implications pratiques. Par exemple, la dureté du diamant en fait un matériau utile pour former des arêtes de coupe et des grains de meulage. Mais si la température devient trop élevée lors de la coupe ou du meulage, le diamant se dégradera en graphite et s'écaillera, surtout en présence de fer. Notez qu'il y a une pression beaucoup plus élevée au fond de la terre qu'à la surface. À haute pression, le diamant est la configuration la plus stable du carbone pur et non du graphite. Pour cette raison, le diamant se forme spontanément et ne se dégrade pas en graphite profondément sous terre. Notez également que puisque le diamant est fait de carbone, le diamant peut brûler comme le charbon. Donc, si suffisamment d'oxygène est présent, le diamant à haute température brûlera pour former du dioxyde de carbone plutôt que se transformer en graphite.

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