|
El carboni és un element que presenta quatre formes al·lotròpiques: el grafit (la més estable en condicions normals), el diamant, el carboni amorf i el ful·lerè. Allò que diferencia aquestes quatre formes és l’organització en l’espai dels àtoms de carboni, la qual cosa fa que les propietats físiques siguin molt diferents. I és que encara que la composició química del grafit i del diamant sigui la mateixa (únicament carboni), l’aparença (o, si voleu, l’estètica) és absolutament distinta.
|
El diamant és, de llarg, la gemma més cobejada del món. El preu, no cal dir-ho, tampoc s’assembla gens. Amb els diners que necessitaríem per comprar un sol diamant menut, d’un quirat (és la unitat de mesura emprada en pedres precioses i equival a 205 mil·ligrams), ens donarien unes 27.000 unitats de mines de llapis.
La composició del diamant és exactament igual que la de la mina d'un llapis (però amb una disposició diferent dels àtoms) |
Kristian Birllach
|
|
(c) Max Delson
|
Duresa i puresa
En el diamant cada àtom de carboni està enllaçat a uns altres quatre àtoms de carboni tot formant una xarxa tridimensional. És de les substàncies més dures que es coneixen i, de fet, encapçala el rànquing en l’escala de duresa de Mohs.
|
|
Els cristalls de diamant són habitualment incolors, per bé que la presència d’impureses (sobretot nitrogen i bor), així com l’existència de vacants d’oxigen o defectes estructurals els dota també de subtils tons groguencs, rosats, blaus, vermells i verds. Les impureses (que els científics anomenen dopants) fan canviar les propietats elèctriques del diamant, que pot passar d’ésser aïllant (no condueix el corrent elèctric) en absència d’impureses a semiconductor (pot conduir el corrent si se li aplica un camp elèctric apropiat).
|
Diamants sintètics
|
Fotografia aèria de la mina de diamants Ekati al Nord-oest del Canadà
|
L’extracció de diamants s’ha dut a terme des de temps immemorials en sediments fluvials i en mines. L’home, però, no s’ha dedicat només a explotar els diamants naturals, sinó que també ha intentat recrear a escala de laboratori les condicions en què es formen els diamants a la natura a fi de sintetitzar-ne de nous. Quan s’apliquen pressions de l’ordre de 100.000 atmosferes i temperatures de 2.000 ºC en presència d’un metall que faci de catalitzador (crom, ferro o platí), aleshores s’aconsegueix transformar el grafit en diamant. |
| Hom sospita que el catalitzador forma una pel·lícula de metall fos sobre la superfície del grafit, de manera que part del grafit es dissol i torna a precipitar en forma de diamant, que és menys soluble. Cal dir, però, que els diamants que en resulten són molt menuts i el cost de fabricació és ara per ara molt elevat. |
“Diamonds Are a Girl’s Best Friend”
|
Encara que les lleis termodinàmiques indiquen que el diamant s'hauria de transformar espontàniament en grafit a pressió ambient, la conversió és tan lenta (milions d'anys) que és impossible detectar el canvi. És a dir, no és cinèticament favorable. Aquesta és la raó per la qual s'han trobat i es troben diamants escampats pel planeta. El procés de conversió, però, es pot accelerar.
Hollywood i tota la seva maquinària han contribuït a projectar la idea que un diamant és etern. Però això no és del tot cert, no almenys en determinades condicions. Quan s'escalfa un diamant a una temperatura per sobre de 1.500 ºC i en absència d'oxigen, aleshores es converteix en grafit ràpidament. Si, per contra, s'escalfa en presència d'oxigen al voltant de 800 ºC es carbonitza, és a dir, reacciona amb l'oxigen de l'aire per formar diòxid de carboni.
|
Oriol Massana
|
|
