A. Diamantul, incolor si straveziu, cand este pur, cristalizeaza in sistemul cubic( octaedre regulate, mai rar tetraedre). Densitatea este 3,51g/cm3 . indicele de refractie, neobisnuit de mare (n= 2,407 pentru lumina rosie si 2,465 cea violeta) da nastere jocului de lumina specific al acestei pietre pretioase. Diamantul este un rau conducator de caldura si electricitate.
Diamantul este una dintre cele mai dure substante cunoscute si din aceasta cauza de neinlocuit pentru fabricarea de scule destinate a taia, gauri sau lustrui materiale foarte dure. El insuti nu poate fi lustruit decat cu propria sa pulbere. Pe de alta parte diamantul este casant; el poate fi pulverizat intr-un mojar de otel.
B. Fiecare atom de carbon hibridizat sp3 dezvolta patru valente identice, dirijate uniform in spatiu dupa schema tetraedrica. Unghiul dintre doua valente este de 109o28'. Prin cele patru valente ale sale, fiecare atom de carbon este legat covalent de alti patru atomi C, formand astfel o retea tridimensionala infinita. Intreg cristalul constituie de fapt o singura molecula. Distantele interatomice sunt de 1,54 A. Din cauza orientarii tetraedrice a valentelor sale , este evident ca nu pot exista molecule stabile C4 sau C8, analoge cu P4 sau S8. nu pot exista nici molecule C2, stabile, caci hibridizarea cea mai avansata ,sp, nu permite decat formarea unei triple legaturi.
C. Proprietatile diamantului. Structura cristalina a diamantului da socoteala de toate proprietatile acestei substante. Temperatura inalta de vaporizare, aproape 4000o, lipsa unei faze lichide si caldura mare de vaporizare, egala cu caldura de vaporizare (171,7 kcal/mol) se explica prin faptul ca, la trecerea din starea cristalina in starea de vapori trebuie rupte covalentele. La temperatura inalta la care are loc vaporizarea, vaporii de carbon sunt compusi din atomi liberi. Energiile de legatura C-C fiind exceptional de mari, se intelege pentru ce cristalele de diamant sunt atat de dure.
Caldura atomica a diamantului este anormal de mica, Cp= 1,25 cal/mol, la 25o(=298o K), in loc de 6,4, cum cere regula Dulong si Petit. Caldura atomica a diamantului se apropie de cea normala abia pe la 1300o K (Cp=5,5); la 87o K, Cp=0,03 cal/mol, iar la 46o K caldura atomica este zero. Aceste cifre arata temperatura joasa numai o fractiune mica din numarul total de atomi C ai cristalului pot fi excitati vibratoriu; in cristalul de diamant, atomii sunt mentinuti in pozitiile lor de echilibru prin forte mult mai puternice decat in metale sau in cristale ionice.
Proprietatile optice ale diamantului sunt de asemenea in concordanta cu structura sa cristalina. Transparenta totala(lipsa de absorbtie) fata de lumina vizibila ultravioleta pana la 1500 A sau mai jos dovedeste ca electronii legaturilor C-C din diamant nu pot fi excitati de frecventele acestor radiatii electromagnetiee.
D. Reactivitate. Diamantul este mult mai putin reactiv decat carbunele negru si chiar decat grafitul. El nu se aprinde, in oxigen molecular, decat pe la 8000.
E. Poliformismul diamant-grafit. In conditii standard, diamantul este forma alotropica nestabila, iar grafitul cea stabila. Prin incalzire indelungata la 1500o, in absenta oxigenului, diamantul se transforma in grafit. Caldura de transformare poliforma(la 25o si 1 atm) este de 0,2 kcal/mol(caldura de ardere a grafitului, in conditii standard, este cu 0,2 kcal/mol mai mica decat a diamantului).
Bibliografie
C.D.Nenitescu- Chimie generala
