ダイヤモンドを溶かして液体にすることはできますか？つまり、ダイヤモンドを屋外で加熱すると、摂氏約700度で燃焼し始め、酸素と反応して二酸化炭素ガスを生成します。酸素がない場合、グラファイトに変わるずっと前に、より安定した形の炭素であるグラファイトに変わります。私の質問は、ダイヤモンドを液体に溶かすことは可能ですか？もしそうなら、それでは、どのように？そうでない場合は、なぜですか？
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- " …つまり、ダイヤモンドを加熱する場合戸外では、約700℃で燃焼し始め、酸素と反応して二酸化炭素ガスを生成します。….."燃焼すると、酸素と反応して二酸化炭素を生成します。ダイアモンドやダイアモンド液がなく、すべて二酸化炭素に変換されていることを意味します。 '私が言っていることが理にかなっているかどうかはわかりませんが、この質問を読んだときに私はそれを考えました。加熱中に液体ダイヤモンドが存在する可能性がありますが、特定の時間間隔で二酸化炭素に変換されます。
- @CURIEダイヤモンドの酸化を防ぐために、真空または不活性雰囲気で加熱する必要があります。はい。酸素にさらされると、溶ける前に完全に燃焼します。しかし、これは特に特別なことではありません。多くの物質が溶融/沸騰する前に大気と反応するからです。
- 液体炭素に関するこの関連する質問を参照してください。 / b> …答えには、あなたの質問に答える炭素の状態図が含まれています
答え
液体炭素は確かに存在しますが、おそらく驚くべきことに、それについては比較的ほとんど知られていません。それは約$ 4000 \ \ mathrm {K} $と$ 100 \ \ mathrm {atm} $の上にのみ存在し、これらは維持および調査するための簡単な条件ではありません。しかし、液体炭素の特性については確かに多くの理論的研究があります。炭素の状態図はここにありますが、これは大まかなガイドにすぎない可能性があります。炭素は非常に用途が広く、非常に異なる構造を作成する可能性があるため、液相の炭素原子の特定の結合特性はまだある程度不確かなようです（最も一般的な2つの相であるグラファイトとダイヤモンドを比較すると簡単にわかります）。 この情報源は、液体中の結合が、正確な条件に応じて、線状のアセチレン鎖、グラファイトのような構造、ダイヤモンドのような構造の間で連続的に変化することを示唆しています。
編集：液体炭素の取得とダイヤモンドの溶解は、わずかに異なる2つのことであることがわかりました。液体炭素は、ダイヤモンドを溶かすのに比べて簡単です。おっしゃるように、ダイヤモンドを比較的低い圧力で加熱すると、溶ける前にグラファイトに変換されます。それを防ぐ唯一の方法は、グラファイトとダイヤモンドの密度のわずかな違いを利用することです。ダイヤモンドの密度が高いほど、圧力を上げるとダイヤモンドがわずかに安定し、ダイヤモンドがグラファイトに戻る傾向が減少します。
ただし、多くの圧力が必要になります。厳密に言えば、上の状態図によると、ダイヤモンドを溶かして直接液体炭素を得るには、少なくとも$ 10 \ \ mathrm {GPa} $の圧力が必要です。これは、約$ 10 ^ 5 \ \ mathrm {atm} $です。これを概観すると、約地球の中心の圧力の$ 1/30 $。驚くべきことに、 2つのダイヤモンドを互いに圧縮することで、ラボでこのようなばかげた圧力に達することができます。ただし、ダイヤモンドを溶かす（そして溶けた状態で維持する）ために必要な条件に達すると、機器の完全性が損なわれ、壊滅的な（爆発の可能性がある）故障が発生する可能性があるため、意図的に溶かすことはないと思います。他の手法を使用することもできます（レーザー慣性閉じ込め、軽ガス銃など）が、ほとんどの場合、液体ダイヤモンドは一時的にしか生成されないと思います。
回答
ダイヤモンドを構成する炭素、 この状態図に基づいて、ダイヤモンド相と液相の間の相転移が可能であるように思われます。ダイヤモンドの融解が実際に観察できるかどうかただし、動力学によって異なります。相転移が遅すぎて、人間の時間スケールで観察できない場合があります。
コメント
- 変換中ダイヤモンドのグラファイトへの変換は、適度な高温でも非常に遅く、溶融はそのような速度論的に妨げられるものではありません。' 4000 Kを超えると、物事が非常に加速し、溶融が速く発生するか、まったく発生しません。