Ìèíåðàëû è ãîðíûå ïîðîäû Ðîññèè è ÑÑÑÐ
<<< Àëìàç (êðàòêàÿ
õàðàêòåðèñòèêà) | Ñîäåðæàíèå | Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà >>>
×àñòü 1. Ìèíåðàëû. Êëàññ 1. Ïðîñòûå
âåùåñòâà (ñàìîðîäíûå ýëåìåíòû)
Àëìàç — Ñ
Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ àëìàçà
Àëìàç — îäíà èç ÷åòûðåõ èçâåñòíûõ â ïðèðîäå ïîëèìîðôíûõ
ìîäèôèêàöèé (àëëîòðîïíûõ ôîðì) êðèñòàëëè÷åñêîãî
ýëåìåíòàðíîãî (ñàìîðîäíîãî) óãëåðîäà (íàðÿäó ñ ãðàôèòîì, ëîíñäýëåèòîì è ÷àîèòîì).
 îòëè÷èå îò âñåõ îñòàëüíûõ ïîëèìîðôîâ
óãëåðîäà, àëìàç êðèñòàëëèçóåòñÿ â êóáè÷åñêîé
ñèíãîíèè, èìåÿ ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ
ìîðôîëîãè÷åñêóþ ñèììåòðèþ: 3L44L36L29PC.
Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ðåøåòêà àëìàçà —
êóáè÷åñêàÿ ãðàíåöåíòðèðîâàííàÿ; ñòðóêòóðà
îáðàçîâàíà îäèíàêîâî îðèåíòèðîâàííûìè
òåòðàýäðàìè, ñâÿçàííûìè âîåäèíî îáùèìè
âåðøèíàìè; â óãëàõ è öåíòðàõ òåòðàýäðîâ
ðàñïîëîæåíû àòîìû óãëåðîäà.
Ñòðóêòóðà â öåëîì íîñèò ïîëÿðíûé õàðàêòåð.
Ñòðóêòóðíûé ìîòèâ — êîîðäèíàöèîííûé (Ê×Ñ=4), íà
îñíîâå ïëîòíåéøåé êóáè÷åñêîé óïàêîâêè.
 çàâèñèìîñòè îò ïðîñòðàíñòâåííîé
îðèåíòèðîâêè óãëåðîäíûõ òåòðàýäðîâ âûäåëÿþò ñòðóêòóðíûå
ðàçíîâèäíîñòè àëìàçà, íåñêîëüêî ðàçëè÷àþùèåñÿ
ìîðôîëîãè÷åñêè è ïî ôèçè÷åñêèì ñâîéñòâàì.
Ãåîìåòðè÷åñêè ñòðóêòóðà àëìàçà ïîäîáíà
ñòðóêòóðå ñôàëåðèòà ZnS (òàêæå
êîîðäèíàöèîííîé), íî ïðèðîäà
êðèñòàëëîñòðóêòóðíîé ñâÿçè â íåé èíàÿ — ÷èñòî
êîâàëåíòíàÿ, òîãäà êàê â ñòðóêòóðå ñôàëåðèòà —
ñìåøàííàÿ, èîííî-êîâàëåíòíàÿ.
 Íà ñèììåòðèþ
ñòðóêòóðû àëìàçà îêàçûâàþò çàìåòíîå âëèÿíèå èçîìîðôíûå
ïðèìåñè, êîòîðûå ìîãóò êàê âõîäèòü â ïîçèöèè
öåíòðàëüíîãî àòîìà â óãëåðîäíîì òåòðàýäðå, òàê è
çàíèìàòü ìåñòà â åãî âåðøèíàõ.
Ñðåäè ïðèìåñåé, èçîìîðôíûé õàðàêòåð êîòîðûõ
òî÷íî äîêàçàí (íàïðèìåð, ïî èõ âëèÿíèþ íà
ïîëóïðîâîäíèêîâûå èëè ëþìèíåñöåíòíûå ñâîéñòâà
àëìàçà), âåäóùóþ ðîëü èãðàþò êðåìíèé, àëþìèíèé,
áîð è àçîò. Îáùåå êîëè÷åñòâî èçîìîðôíûõ
ïðèìåñåé â àëìàçå î÷åíü ìàëî. Îá ýòîì
ñâèäåòåëüñòâóåò õîòÿ áû òîò ôàêò, ÷òî ïðè
ñæèãàíèè ïðîçðà÷íûõ àëìàçîâ îñòàåòñÿ âñåãî
0,02-0,05% (ïî ìàññå) çîëû, â ñîñòàâå êîòîðîé
óñòàíîâëåíî äâà äåñÿòêà ðàçëè÷íûõ íåëåòó÷èõ
õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ.
Ðèñ. 2. Ñäâîéíèêîâàííûé êðèñòàëë àëìàçà ñî
ñòóïåí÷àòûìè ãðàíÿìè (èç âêëþ÷åíèé ìàíòèéíîé
ïîðîäû â êèìáåðëèòå). ßêóòèÿ, òðóáêà Óäà÷íàÿ.
Ïîïåðå÷íèê êðèñòàëëà 10 ìì.
Áîëüøèíñòâî èõ ñîñðåäîòî÷åíî âî âíåøíèõ
çîíàõ êðèñòàëëîâ (îñîáåííî â êðèñòàëëàõ ñ
îáîëî÷êîé) è ñâÿçàíî, â îñíîâíîì, ñ ìåõàíè÷åñêèìè
ìèíåðàëüíûìè âêëþ÷åíèÿìè. Íàïðèìåð,
çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü êðåìíèÿ ìîæåò íàõîäèòüñÿ â
ôîðìå ìèêðîâêëþ÷åíèé ìóàññàíèòà SiC — ïðîäóêòîâ
ðàñïàäà òâåðäîãî ðàñòâîðà. Â íåêîòîðûõ
íåïðîçðà÷íûõ àëìàçàõ ñîäåðæàíèå òàêèõ âêëþ÷åíèé
ñîñòàâëÿåò ïåðâûå ïðîöåíòû (äî 4,8%).
Êðîìå òîãî, â àëìàçàõ ïðèñóòñòâóþò (îïÿòü-òàêè
ãëàâíûì îáðàçîì â ñîñòàâå ìåõàíè÷åñêèõ
âêëþ÷åíèé, â òîì ÷èñëå âîäû) âîäîðîä è êèñëîðîä.
Êàê íè ìàëî ñîäåðæàíèå èçîìîðôíûõ ïðèìåñåé â
àëìàçå, îíè ñïîñîáíû ñíèæàòü åãî ñèììåòðèþ (äî
3L4i4L3p6P), è òîãäà âìåñòî îáû÷íûõ äëÿ àëìàçà
îêòàýäðè÷åñêèõ êðèñòàëëîâ âîçíèêàþò
ãåìèýäðè÷åñêèå ôîðìû — òåòðàýäðû.
Èç âñåõ èçîìîðôíûõ ïðèìåñåé â àëìàçå
ìàêñèìàëüíûå êîíöåíòðàöèè (èíîãäà äî 0,23%)
îáðàçóåò àçîò. Â êðèñòàëëàõ àëìàçà àçîò
ïðèñóòñòâóåò ëèáî â âèäå îäèíî÷íûõ àòîìîâ,
ðàñïðåäåëåííûõ ïî âñåìó îáúåìó êðèñòàëëà (ýòî
õàðàêòåðíî äëÿ ñèíòåòè÷åñêèõ àëìàçîâ), ëèáî â
âèäå ïðîñòûõ àññîöèàòîâ — ïàð àòîìîâ (N-N) è
ñëîæíûõ àññîöèàòîâ — òîí÷àéøèõ ïëàñòèí÷àòûõ
"âñòðîåê" (platelets) ïàðàëëåëüíî ãðàíÿì êóáà (100),
à òàêæå àçîòíûõ öåíòðîâ ñëîæíîãî ñòðîåíèÿ.
Ïðèìåñü àçîòà âëèÿåò íà ïðîçðà÷íîñòü àëìàçà
â ÈÊ- è ÓÔ-îáëàñòÿõ îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà, à òàêæå
îáóñëîâëèâàåò ëþìèíåñöåíòíûå ñâîéñòâà
àëìàçà.
Ïî ñïåêòðàì ïîãëîùåíèÿ â ÈÊ- è ÓÔ-äèàïàçîíàõ
(ñì. íèæå) âûäåëÿþò òðè òèïà àëìàçà, ïðè÷åì â I è II
òèïàõ — ïî äâà ïîäòèïà. Îíè ðàçëè÷àþòñÿ ïî
õàðàêòåðó ïðèìåñíûõ öåíòðîâ è äðóãèõ ïðèìåñíûõ
äåôåêòîâ, à ãëàâíîå — ïî íàëè÷èþ èëè îòñóòñòâèþ
ïðèìåñè àçîòà.
 àëìàçàõ I òèïà àçîò ñîäåðæèòñÿ
îáÿçàòåëüíî: â ïðèðîäíûõ àëìàçàõ 1à — â âèäå ïàð
àòîìîâ (N-N) è òîí÷àéøèõ ïëîñêèõ âñòðîåê ïî (100), â
ñèíòåòè÷åñêèõ àëìàçàõ Iá — â âèäå îäèíî÷íûõ
àòîìîâ, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûõ â îáúåìå
êðèñòàëëà.
 àëìàçàõ II òèïà àçîò, êàê ïðàâèëî,
îòñóòñòâóåò.  àëìàçàõ IIà âîîáùå ïðàêòè÷åñêè íåò
íèêàêèõ èçîìîðôíûõ ïðèìåñåé, à â ïðèðîäíûõ è
ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî ïîëó÷åííûõ èñêóññòâåííî
ïîëóïðîâîäíèêîâûõ àëìàçàõ IIá ïðèñóòñòâóþò
îäèíî÷íûå àòîìû áîðà è, âîçìîæíî, èìåþò ìåñòî
èçîìîðôíûå çàìåùåíèÿ ïî ñõåìå 2C4+ < A13++N5+.
Âåñüìà ðåäêî âñòðå÷àþùèåñÿ àëìàçû III òèïà
ïðåäñòàâëåíû ãåêñàãîíàëüíîé ìîäèôèêàöèåé —
ëîíñäýëåèòîì; îíè ñîäåðæàò àçîòíûå öåíòðû
ñëîæíîãî ñòðîåíèÿ è íàðÿäó ñ íèìè — ïðèìåñè
êðåìíèÿ â âèäå îäèíî÷íûõ àòîìîâ, çàìåùàþùèõ
àòîìû óãëåðîäà.
Ñðåäè ïðèðîäíûõ àëìàçîâ, îáðàçóþùèõ
ñðàâíèòåëüíî êðóïíûå êðèñòàëëû, àáñîëþòíîå
áîëüøèíñòâî (îêîëî 98%) îòíîñèòñÿ ê ïîäòèïó 1à; íà
äîëþ àëìàçîâ òèïà II îñòàåòñÿ ïðèìåðíî 2%. Îäíàêî
ñàìûå êðóïíûå, óíèêàëüíûå àëìàçû (â ÷àñòíîñòè,
"Êóëëèíàí", ) ïðèíàäëåæàò êàê ðàç ê ïîäòèïó
IIà. À ñðåäè ìåëêèõ êðèñòàëëîâ ðîëü àëìàçà II
âîçðàñòàåò. Íåðåäêî â êðèñòàëëàõ ïðèðîäíîãî
àëìàçà óäàåòñÿ ðàçëè÷èòü âíóòðåííåå ÿäðî àëìàçà
II, êîòîðîå ñíàðóæè îáðàñòàåò àëìàçîì 1à.
Ïî êà÷åñòâó (ïðåæäå âñåãî, ïðîçðà÷íîñòè) è
ñôåðå ïðèìåíåíèÿ ðàçëè÷àþò þâåëèðíûå àëìàçû,
"îêîëîþâåëèðíûå" (íèçêîñîðòíûå) è òåõíè÷åñêèå
(ïðîìûøëåííûå) àëìàçû (ïðèðîäíûå è
ñèíòåòè÷åñêèå).
<<< Àëìàç (êðàòêàÿ
õàðàêòåðèñòèêà) | Ñîäåðæàíèå | Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà >>>
Ïîçíàêîìèòüñÿ ñ èçîáðàæåíèÿìè è îïèñàíèÿìè äðóãèõ îáúåêòîâ ïðèðîäû Ðîññèè è ñîïðåäåëüíûõ ñòðàí -
 ìèíåðàëîâ è ãîðíûõ ïîðîä,
ïî÷â,
ãðèáîâ,
âîäîðîñëåé,
ëèøàéíèêîâ,
ëèñòîñòåáåëüíûõ ìõîâ,
äåðåâüåâ, êóñòàðíèêîâ, êóñòàðíè÷êîâ è ëèàí,
òðàâÿíèñòûõ ðàñòåíèé (öâåòîâ),
ÿãîä è äðóãèõ äèêîðàñòóùèõ ñî÷íûõ ïëîäîâ,
âîäíûõ áåñïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ,
íàñåêîìûõ-âðåäèòåëåé ëåñà,
äíåâíûõ áàáî÷åê,
ïðåñíîâîäíûõ è ïðîõîäíûõ ðûá,
çåìíîâîäíûõ (àìôèáèé),
ïðåñìûêàþùèõñÿ (ðåïòèëèé),
ïòèö, ïòè÷üèõ ãíåçä, èõ ÿèö è ãîëîñîâ, à òàêæå
ìëåêîïèòàþùèõ (çâåðåé), -
ìîæíî â ðàçäåëå Ïðèðîäà Ðîññèè íàøåãî ñàéòà.
 ðàçäåëå Ïðèðîäà â ôîòîãðàôèÿõ
ðàçìåùåíû òàêæå òûñÿ÷è íàó÷íûõ ôîòîãðàôèé ãðèáîâ, ëèøàéíèêîâ, ðàñòåíèé è
æèâîòíûõ Ðîññèè è ñòðàí áûâøåãî ÑÑÑÐ, à â ðàçäåëå
Ïðèðîäíûå ëàíäøàôòû ìèðà - ôîòîãðàôèè ïðèðîäû
Åâðîïû,
Àçèè,
Ñåâåðíîé è
Þæíîé Àìåðèêè,
Àôðèêè,
Àâñòðàëèè è Íîâîé Çåëàíäèè è
Àíòàðêòèêè.
 ðàçäåëå Ìåòîäè÷åñêèå ìàòåðèàëû
Âû òàêæå ìîæåòå ïîçíàêîìèòüñÿ ñ îïèñàíèÿìè ðàçðàáîòàííûõ ýêîëîãè÷åñêèì öåíòðîì "Ýêîñèñòåìà"
ïå÷àòíûõ îïðåäåëèòåëåé ðàñòåíèé ñðåäíåé ïîëîñû,
êàðìàííûõ îïðåäåëèòåëåé îáúåêòîâ ïðèðîäû ñðåäíåé ïîëîñû,
îïðåäåëèòåëüíûõ òàáëèö "Ãðèáû, ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå Ðîññèè",
êîìïüþòåðíûõ (ýëåêòðîííûõ) îïðåäåëèòåëåé ïðèðîäíûõ îáúåêòîâ,
ïîëåâûõ îïðåäåëèòåëåé äëÿ ñìàðòôîíîâ è ïëàíøåòîâ,
ìåòîäè÷åñêèõ ïîñîáèé ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ è ïîëåâûõ ýêîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé
(âêëþ÷àÿ êíèãó äëÿ ïåäàãîãîâ "Êàê îðãàíèçîâàòü ïîëåâîé ýêîëîãè÷åñêèé ïðàêòèêóì"), à òàêæå
ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèõ
ôèëüìîâ ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé èññëåäîâàòåëüñêîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ â ïðèðîäå.
Ïðèîáðåñòè âñå ýòè ìàòåðèàëû ìîæíî â íàøåì íåêîììåð÷åñêîì Èíòåðíåò-ìàãàçèíå.
Òàì æå ìîæíî ïðèîáðåñòè mp3-äèñêè Ãîëîñà ïòèö ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè è
Ãîëîñà ïòèö Ðîññèè, ÷.1: Åâðîïåéñêàÿ ÷àñòü, Óðàë, Ñèáèðü.
|
