Diamante, C

O diamante é uma forma alotrópica do carbono (C; 12,01 g/mol), onde os átomos estão dispostos em uma estrutura cristalina cúbica. Geralmente é incolor, amarelo, marrom ou cinza, porém também pode ser encontrado  nas cores azul, verde, branco, preto, vermelho e translúcido.

 

No diamante, salienta-se:

1. Átomos de carbono

 

O diamante é conhecido há séculos por sua beleza e brilho. Acredita-se que foi extraído através da mineração pela primeira vez na Índia. A popularidade dos diamantes cresceu muito desde o século 19, devido ao aumento da oferta, melhoria nas técnicas de corte e polimento, inovação nas campanhas de
publicidade (como a famosa frase: "Os diamantes são eternos") e o crescimento da economia mundial. Porém, para um cientista, o diamante é muito interessante devido a outras propriedades excepcionais. Além de ser o material mais forte que se tenha conhecimento, é também o material menos compressível e mais rígido, o melhor condutor térmico com uma expansão térmica extremamente baixa, quimicamente inerte para a maioria dos ácidos e bases e transparente desde a radiação no comprimento de onda do ultravioleta até o infravermelho.

O diamante é criado em depósitos subterrâneos de carbono em condições extremas de temperatura e pressão. Nessas condições o diamante é o mais estável das duas formas de carbono. No período de milhões de anos, o carbono presente nesses depósitos cristaliza lentamente para formar os cristais de diamante.

A relação entre o diamante e o grafite é termodinâmica e cinética. Em condições normais de temperatura e pressão, o grafite é apenas um pouco mais estável do que o diamante, e a razão pela qual o diamante existe é devido a grande barreira de conversão existente entre os dois. Não existe um mecanismo simples de conversão entre eles, a interconversão requer praticamente a mesma energia necessária para destruir a molécula e reconstruí-la. Depois que o diamante é formado, ele não pode mais ser reconvertido em grafite. O diamante é um material conhecido como metaestável, já que é cineticamente estável e termodinamicamente instável.

Os diamantes naturais são classificados pelo tipo e nível de impurezas encontradas neles:

Diamantes tipo Ia - A maioria dos diamantes naturais são deste tipo, que contém até 0.3% de nitrogênio.
Diamantes tipo Ib - Muitos raros na natureza (~ 0,1%), mas quase todo o diamante sintético (industrial) é desse tipo.
Eles contêm uma concentração de nitrogênio de até 500 ppm.
Diamantes tipo IIa - Muitos raros na natureza, estes diamantes contêm tão pouco nitrogênio que não se detecta facilmente nos métodos usuais de detecção.
Diamantes tipo IIb - Extremamente raros na natureza. Estes possuem uma concentração de nitrogênio mais baixa do que os do tipo Iia.

O diamante sintético tem sido feito desde os anos 50, através de um processo de síntese utilizando alta temperatura e alta pressão. Essa é uma tentativa de imitar as condições nas quais o diamante natural é
produzido. O grafite é submetido a uma pressão e temperatura muito alta, e com a adição de uma catalisador metálico, é convertido em diamante após algumas horas. Os cristais de diamante produzidos
nessa técnica geralmente possuem cor amarela, devido a presença de impurezas como o nitrogênio, e somente alguns milímetros de tamanho, por isso são inadequados para uso como pedras preciosas,
mas são extremamente úteis como revestimentos resistentes, ferramentas de corte e perfuração.

 

Fontes:

Baseado no texto de Paul May, University of Bristol. Originalmente publicado em:
http://www.chm.bris.ac.uk/motm/diamond/diamond2.htm
Autor: Rafael Garrett, doutorando em química do IQ-UFRJ