هذا المقال عن the mineral. إذا كنت تبحث عن the gemstone، انظر Diamond (gemstone). من أجل other uses, including the shape ◊، انظر ألماس (توضيح).
A scattering of round-brilliant cut diamonds shows off the many reflecting facets. | |
التصنيف | Native Minerals |
الصيغة الكيميائية | C |
الوزن الجزيئي | 12.01 u |
اللون | Typically yellow, brown or gray to colorless. Less often in blue, green, black, translucent white, pink, violet, orange, purple and red.[1] |
هيئة البلورة | Octahedral |
النظام البلوري | Isometric-Hexoctahedral (Cubic) |
انفصام | 111 (perfect in four directions) |
مكسر | Conchoidal - step like |
مقياس موزالصلادة | 10[1] |
البريق | Adamantine[1] |
بريق الصقل | Adamantine[1] |
معامل الحيود | 2.4175–2.4178 |
الخصائص الضوئية | Singly Refractive[1] |
الانكسار الثنائي للضوء | none[1] |
التشتت | .044[1] |
تعدد الألوان | none[1] |
الإستشعاع فوق البنفسجي | colorless to yellowish stones - inert to strong in long wave, and typically blue. Weaker in short wave.[1] |
طيف الامتصاص | In pale yellow stones a 415.5 nm line is typical. Irradiated and annealed diamonds often show a line around 594 nm when cooled to low temperatures.[1] |
المخدش | White |
الجاذبية النوعية | 3.52 (+/- .01)[1] |
الكثافة | 3.5-3.53 g/cm³ |
Diaphaneity | Transparent to subtransparent to translucent |
الألماس أو الماس diamond فلز يتركب من كربون حر C، عديم اللون أو بألوان متباينة، شفاف أو عاتم، وزنه النوعي 3.52 يفوق في قساوته جميع المواد المتوافرة في الطبيعة. ويعرف حتى اليوم للكربون الحر ثلاثة أشكال بلورية تتباين في شكلها الأول مكعبي التناظر البلوري[ر] وخاص بالألماس والاثنان الآخران سداسيا التناظر البلوري وهما الغرافيت graphite واللونسديليت lonsdelite المتميزان بقساوة منخفضة، وقد وجد الأخير في النيازك وأمكن الحصول عليه مخبرياً. إن جمال الألماس الفائق وشفوفه العالي وبريقه الأخاذ وقساوته البالغة تجعله من الجواهر الرئيسة المستعملة في صناعة الحلي والمجوهرات وأداة قطع وثقب مثالية في الصناعة. وواحدة وزن الألماس القيراط وهو يعادل 0.2 غرام. والألماس اسم معرب عن الكلمة اليونانية أداماس adamas أي «الذي لا يقهر» ومن المحتمل أن يكون الإغريق القدامى قد أطلقوا هذا الاسم على مجموعة المواد القاسية البراقة ومنها المعادن، ثم أطلق تلك الكلمة على ما يعرف اليوم بالألماس بعض الكتَّاب والمؤلفين مثل العالم الطبيعي الروماني بليني Pliny. والألماس كان يطلق عليه باللغة الهندية «هيرا» وباللغة السريانية ـ السورية القديمة ـ «ألمياس» و«كيفاد ألماس» وتعني الأخيرة حجر الألماس.
كانت الهند أول دولة قامت بإنتاج الألماس في العالم، وبقيت المصدر الوحيد له حتى عام 1720،ثم اكتشف الألماس في البرازيل التي أضحت أكبر منتج له في العالم من عام 1740 حتى عام1876، وفي أثناء هذه المدة اكتشف الألماس في جنوب إفريقيا في ركاميات نهر فال Vaal، وفي غضون ثلاث سنوات كان عشرة آلاف عامل منقب يقومون بنخل رسوبات النهر وتصويلها بهدف البحث عن الألماس، وامتد البحث والتنقيب فيما بعد إلى الأراضي العليا وذلك عام 1870 حيث بدأ العثور على أنابيب الألماس الانفجارية، وافتتح أول منجم في منطقة بولتفونتين Bultfontein من مقاطعة كمبرلي Kemberley، كما تم العثور عام 1871 على أنابيب حاملة للألماس من منطقة ياغرسفونتين Jagersfontein، ثم تتالت الاكتشافات وتأسست عدة شركات احتكارية. وبحلول عام1889 قام الاحتكاري الإنكليزي سيسيل رودس Cecil Rhodes بضم شركات إنتاج الألماس كلها في شركة واحدة تحت اسم شركة دي بيرس للمناجم الموحدة De Beers Consolidated Mines Company، وبذلك يكون رودس قد قام بتأسيس الشركة الاحتكارية الوحيدة للألماس في جنوب إفريقيا، فأصبحت الشركة المسيطرة على معظم ألماس العالم حتى عام 1960. واكتشف الألماس أول مرة في روسيا عام 1928 في جبال الأورال ثم اكتشف في عام 1954-1955مناجم جديدة للألماس في شرقي سيبيريا ثم في أوكرانيا و كازاخستان. وفي بداية الستينات من القرن العشرين حدث تغير عالمي فيما يتعلق باستخراج الألماس والمتاجرة فيه، بظهور اكتشافات مهمة من مكامن الألماس في الاتحاد السوفييتي من ناحية، وبداية نشوء حركات التحرر الوطنية في بلدان أفريقية المنتجة للألماس ومحاولاتها التحرر اقتصادياً من الشركات الاحتكارية وإدارة مواردها الطبيعية من ناحية ثانية. إزاء ما تقدم قامت شركة دي بيرس بإنشاء مؤسسة ضخمة للسيطرة على إنتاج الألماس الطبيعي في العالم والتخصص بإنتاج الألماس بمقاييس كبيرة للزينة في جنوب أفريقية وكذلك تصنيع الألماس مخبرياً ومعملياً في إيرلندة. وتعد شركة دي بيرس منافساً قوياً للشركة الأمريكية جنرال إلكتريك General Electric التي بدأت بإنتاج الألماس الاصطناعي منذ عام 1957 وهي توفر نحو 25% من احتياجات أمريكا من الألماس الصناعي المستخدم في التكنولوجية الحديثة.أشكال الألماس البلورية
لا يأخذ الألماس الطبيعي أشكالاً بلورية نموذجية إلا نادراً، فهو يكون في العادة بأشكال بلورية محدبة أو متدرجة الوجوه، خشنة أو متعرجة السطح، مكورة أو مفلطحة تشبه الحصى ، وذلك نتيجة نمو البلورات غير المتماثل في الاتجاهات المختلفة لضيق حيز وسط النمو من ناحية أو نتيجة الانحلال أو الانصهار الجزئي بعد تشكل البلورات، من ناحية ثانية. غير أن الحبيبات الألماسية الطبيعية تأخذ عند تقسيمها في المعامل أشكالاً بلورية هندسية مميزة ومحددة، تتحكم فيها طبيعة التوزع الفراغي لعناصر الكربون في البنية الداخلية المكعبية النظام.</a>تأخذ بلورات الألماس في الحالات النموذجية الطبيعية أو بعد التقسيم المعملي أشكالاً هندسية منتظمة كثيرة، من أهمها الأشكال التالية
- ثماني الوجوه المثلثية trigonal octahedron: وهو بمنزلة هرمين ملصقين بقاعدتيهما المربعتين، ويكون محدداً بثمانية وجوه مثلثية.
- المكعب cube أو سداسي الوجوه المربعة tetragonal hexahedron.
- اثنا عشري الوجوه المعينية rombic doolecahedron.
- رباع سداسي الوجوه المثلثية trigonal-tetra hexahedron وهو محدد بأربعة وعشرين وجهاً مثلثاً منتظماً (نتيجة إبدال كل وجه من المكعب بأربعة وجوه).
- سُداس ـ ثماني الوجوه المثلثية trigonal-hex octahedron وهو محدد بثمانية وأربعين وجهاً مثلثياً (غير منتظم) نتيجة إبدال كل وجه من ثماني الوجوه بستة وجوه.
- شكل مركب مؤلف من مكعب + رباعي ـ سداسي الوجوه cube+tetra hexahedron وهو محدد في آن واحد بستة وجوه مربعة وأربعة وعشرين وجهاً على شكل شبه منحرف.
تتألف بنية الألماس الداخلية من تكرار أعداد لا نهائية من وحدات مكعبية متماثلة تدعى الخلايا الأولية البنائية ذات الأبعاد المتساوية والمحددة بـ 0.356 نانومتر. تتراص تلك الوحدات بإحكام في الاتجاهات الثلاثة من دون فواصل بينها فتكوّن بلورة يختلف قدها وشكلها باختلاف أعداد وحداتها ومرحلة النمو التي توقفت عندها. تأخذ الخلية الأولية البنائية لبلورة الألماس شكل مكعب (الشكل 4 ـ ب) تتوزع عناصر الكربون فيه فتتوضع في ذراه ومراكز وجوهه، إضافة إلى توضع أربعة عناصر في مراكز أربعة من مكعباته الثمانية على التناوب. وبذلك يكون كل عنصر كربون في الخلية مرتبطاً بأقرب أربعة عناصر كربون مجاورة موزعة تناظرياً على رؤوس رباعي وجوهٍ منتظمٍ ـ أي ذو أربعة وجوه مثلثية متساوية وترتبط عناصر الكربون بعضها ببعض في جميع الاتجاهات المحددة بروابط تكافئية متينة (روابط ذرية) تجعل المسافات فيما بينها مساوية 0.154 نانومتر. وبذلك يمكن النظر إلى بلورة الألماس النموذجية على أنها جزء واحد ضخم ذو روابط ذرية متينة جداً تكسبه القساوة، ويفترض في بلورات الألماس النموذجية أن تكون خالية من الشوائب والعيوب في بنيتها الداخلية وهذا ما يكسبها شفوفاً عالياً تجاه الأشعة الضوئية المرئية. ومع ذلك فقد ثبت أن البلورات مهما كانت صافية، وحتى التزينية منها، تشتمل على نسب زهيدة متباينة من الشوائب والعيوب تصل في بعض الأحيان إلى 1810 عنصر في كل 1سم3. ومن أهم العناصر التي تشوبها: السيليكون والألمنيوم والكالسيوم والمغنيسيوم. وهي تتوزع في أطراف بنية البلورات بكثافة أكبر مما هي عليه في أواسطها، ولا تزيد نسبتها في الألماس عموماً على 5%. وإضافة إلى ما سبق فإن الألماس، ولاسيما الأنواع غير الجيدة منه، يحتوي في ثنايا بنيته على محتضنات صلبة صغيرة جداً كالأوليفين والبيروكسين والكروم سبنيل والغرافيت والكوارتز وأكاسيد الحديد وغيرها؛ كما يحتوي على محتبسات سائلة (ماء وحمض الفحم) وغازية (آزوت وغيره).
خصائص الألماس
إن الخصائص التي تتميز بها بنية الألماس الشبكية الداخلية تنعكس بشكل أو بآخر على خصائص الألماس الفيزيائية المختلفة التي من أهمها الصفات الميكانيكية والضوئية والكهربائية والمغنطيسية والحرارية والمناعية تجاه العوامل المختلفة.الخصائص الميكانيكية
وتضم خصائص الكثافة والقساوة والمرونة وقابلية الانضغاط وغيرها.
أ ـ الكثافة: تتباين قيم الكثافة density في نماذج الألماس المختلفة بين 3470 و3560 كغ/م3. وتبلغ الكثافة المحسوبة باستخدام أشعة رونتجن نحو 3511 كغ/م3. وتراوح قيمة الكثافة في الألماس من نوع الكاربونادو المستخدم في الصناعة بين 3010 و3470 كغ/م3.ب ـ القساوة: يشغل الألماس المرتبة العليا (10) في سلم موس للقساوة النسبية Mohs's scale of hardness أما القساوة المطلقة absolute hardness، التي تقاس بضغط رأس هرم ألماسي على الوجوه البلورية فتبلغ 10060كغ/مم2، وهي تفوق القساوة المطلقة للرخام بمئة مرة تقريباً. وليست قساوة الألماس متساوية على وجوه بلوراته المختلفة وتبلغ أقصاها على الوجه الموسوم بالرمز «111» لثماني الوجوه (الشكل رقم 5) ويؤخذ في الحسبان عدم تماثل القساوات أو الصفات الميكانيكية عند قص بلورات الألماس المنفردة ومعالجتها، وتوجيه استخدامها في الأدوات والأجهزة الصناعية.ج ـ المرونة وقابلية الانضغاط: يبلغ معامل يونغ Young's module أو معامل المرونة النظامية للألماس ما يقارب 1000 غيغانيوتن/م2 أو ما يعادل 1310دينة/سم2. أما معامل الانضغاط الحجمي للألماس فيصل إلى 600 غيغانيوتن/م2 أو ما يعادل 6×1210دينة/سم2.
[/right]