Um diamante pode durar para sempre

Diamantes não duram para sempre. Diamantes degradam-se em grafite, porque o grafite é uma configuração de baixa energia em condições típicas. Diamante (as coisas em alianças de casamento) e grafite (as coisas em lápis) são ambas formas cristalinas de carbono puro. A única diferença é a maneira como os átomos de carbono estão dispostos e ligados na rede cristalina. Em diamante, cada átomo de carbono está ligado a quatro átomos de carbono vizinhos em uma grade tridimensional compacta. Em grafite, cada átomo de carbono está fortemente ligado a três átomos de carbono vizinhos em um plano e os planos dos átomos estão fracamente ligados uns aos outros. A degradação do diamante em grafite é um caso simples de átomos se reorganizando internamente e relaxando para um estado de energia inferior. Este processo não requer reação química com um material externo. Embora o grafite seja uma forma mais estável de carbono cristalino do que o diamante em condições normais, há uma barreira significativa de energia cinética que os átomos devem superar para atingir o estado de energia inferior. O diamante é, portanto, um estado metaestável. Como sempre acontece na química, a energia deve ser fornecida para quebrar as ligações químicas e permitir que novas ligações se formem.

A situação é mais ou menos como estar no fundo de um pequeno buraco. Ao lado do seu buraco há um buraco ainda mais profundo, mas uma parede separa você do buraco mais profundo. Você não apenas cai no buraco mais profundo, porque há uma parede no caminho. Mas se você conseguir energia suficiente para pular a parede, você vai cair no buraco mais profundo. O primeiro buraco é como o estado de energia do diamante e o buraco mais profundo é o estado de energia do grafite. Quando você aquece o diamante ou o bombardeia com íons, os átomos ganham energia suficiente para ultrapassar a barreira de energia e se reconfigurar em grafite. Sob condições normais, a energia cinética dos átomos é pequena em comparação com a barreira de energia, de modo que a degradação do diamante em grafite é tão lenta que é virtualmente inexistente. Em outras palavras, se você só vai usar um diamante em seu dedo em temperaturas confortáveis ​​para os humanos, longe de fontes de íons elevados, então o diamante durará de milhões a bilhões de anos. Em uma escala de tempo humana e para usos humanos diários, a frase “diamantes são para sempre” é uma boa aproximação da realidade.

Em temperaturas mais altas ou sob intenso bombardeio de íons, a degradação do diamante em grafite se torna muito mais rápida. A degradação do diamante pode ter implicações práticas importantes. Por exemplo, a dureza do diamante o torna um material útil para formar bordas de corte e grãos de moagem. Mas se a temperatura ficar muito alta durante o corte ou moagem, o diamante vai se degradar em grafite e descascar, especialmente na presença de ferro. Observe que há uma pressão muito maior nas profundezas da terra do que na superfície. Em alta pressão, diamante é a configuração mais estável de carbono puro e não grafite. Por esta razão, o diamante se forma espontaneamente e não se degrada em grafite no subsolo. Observe também que, como o diamante é feito de carbono, diamante pode queimar como carvão. Assim sendo, se houver oxigênio suficiente presente, diamante em alta temperatura vai queimar para formar dióxido de carbono em vez de se transformar em grafite.

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