Lehetséges-e a gyémánt folyadékká olvasztása? Úgy értem, ha a gyémántot szabad levegőn melegítjük, 700 Celsius fok körül kezd égni, oxigénnel reagálva szén-dioxid gázt termel. Oxigén hiányában jóval azelőtt, hogy grafittá alakulna, grafittá, a szén stabilabb formájává alakul. A kérdésem az, hogy meg lehet-e olvasztani a gyémántokat folyadékká? Ha igen, akkor hogyan? Ha nem, akkor miért?
Megjegyzések
- " … Mármint ha gyémántot hevítesz szabad levegőn 700 Celsius-fok körül kezd égni, oxigénnel reagálva szén-dioxid-gáz keletkezik ….. " Ha oxigénnel reagálva szén-dioxidot termel, akkor ez azt jelenti, hogy nincs gyémánt vagy gyémántfolyadék, mindez átalakult szén-dioxiddá. Nem tudom, <
hogy van-e értelme annak, amit mondok, de ezt gondoltam, amikor elolvastam ezt a kérdést. Fűtés közben folyékony gyémánt létezhet, de egy meghatározott időintervallumban átalakul szén-dioxiddá.
Válasz
Folyékony szén valóban létezik, de talán meglepő, hogy viszonylag keveset tudnak róla. Csak $ 4000 \ \ mathrm {K} $ és $ 100 \ \ mathrm {atm} $ körüli értékek fölött létezik, amelyek fenntartása és vizsgálata nem jelentéktelen feltétel. A folyékony szén tulajdonságairól azonban bizonyára sok elméleti tanulmány készült. A szén-dioxid fázisdiagramját itt találja, bár valószínűleg csak durva útmutató. A szénatomok specifikus kötési tulajdonságai a folyékony fázisban még bizonyos mértékig bizonytalannak tűnnek, mivel a szén nagyon sokoldalú és nagyon eltérő struktúrákat hozhat létre (a két leggyakoribb fázis, a grafit és a gyémánt összehasonlításával könnyen látható). Ez a forrás azt sugallja, hogy a folyadékban való kötés a pontos körülményektől függően folyamatosan változik a lineáris acetilénláncok, grafitszerű és gyémántszerű szerkezetek között.
Szerkesztés : Most már rájöttem, hogy a folyékony szén megszerzése és a gyémánt megolvasztása két kissé eltérő dolog. A folyékony szenet triviális nyerni, mint a gyémánt megolvasztása. Mint említi, a gyémánt viszonylag alacsony nyomáson történő melegítése azt eredményezi, hogy még mielőtt megolvadna, grafittá alakul. A gátlás egyetlen módja a grafit és a gyémánt közötti kis sűrűségbeli különbség kiaknázása lenne; mivel a gyémánt sűrűbb, a megnövekedett nyomás kissé stabilizálja, csökkentve a gyémánt hajlamát a grafitra való visszatérésre.
Nagyon nagy nyomásra lesz szüksége! Szigorúan véve a fenti fázisdiagram szerint , hogy folyékony szenet közvetlenül gyémánt megolvasztásából nyerjen, legalább 10 USD \ \ mathrm {GPa} $ nyomásra lenne szükség, ami körülbelül 10 ^ 5 \ \ mathrm {atm} $. Ennek perspektívájába helyezéséhez kb. A Föld közepén lévő nyomás 1/30 $ -a. Bámulatos, hogy valóban elérhetünk ilyen abszurd nyomást a laboratóriumban, ha két gyémántot egymáshoz nyomunk . Ha azonban a gyémánt megolvasztásához (és olvadt formában történő fenntartásához) szükséges feltételek teljesülnek, az valószínűleg veszélyeztetné a készülék integritását és katasztrofális (esetleg robbanásveszélyes) meghibásodást okozna, ezért nem hinném, hogy bárki is szándékosan olvad meg gyémántok hamarosan! Más technikák is alkalmazhatók ( lézeres tehetetlenségi bezárás , könnyű gázpisztolyok stb.), de úgy gondolom, hogy a legtöbb csak átmenetileg termelne folyékony gyémántot.
Válasz
A gyémántot alkotó szén, minden bizonnyal létezhet, mivel a gyémántfázis és a folyadékfázis közötti folyadék- és fázisátmenet ennek a fázisdiagramnak alapján lehetséges. Úgy tűnik, hogy a gyémántok olvadása valóban megfigyelhető-e A kinetikától függ: A fázisátmenet talán túl lassú ahhoz, hogy megfigyelhető legyen az emberi időskálán.
Megjegyzések
- Míg a transzformáció A gyémánt grafittá történő átalakulása mérsékelten magas hőmérsékleten is nagyon lassú, az olvadás nem ' ilyen kinetikailag akadályozott dolog. Több mint 4000 K gyorsítja a dolgokat, és az olvadás gyorsan vagy egyáltalán nem történik meg.