DạyhọcIntel.net  

Bộ Giáo dục
Đào tạo

Chương trình dạy học
của Intel tại Việt Nam

Tài liệu
Hướng dẫn Kỹ năng

Viện Nghiên cứu Giáo dục
ĐH Sư Phạm TP. HCM

Intel Teach Elements


Trở lại   DạyhọcIntel.net > Góc nghiệp vụ sư phạm > Công tác chuyên môn > Hóa Học

Reply
 
Công cụ chủ đề Kiểu hiển thị
Old 21-01-2008, 14:52   #1
ThuNga
Trưởng ban THPT
Points: 20,185, Level: 43 Points: 20,185, Level: 43 Points: 20,185, Level: 43
Activity: 21% Activity: 21% Activity: 21%
 
ThuNga's Avatar
 
Gia nhập: 10-2007
Đơn vị: SGDĐT Lâm Đồng
Bài viết: 398
Cảm ơn: 818
Được cảm ơn 1,051 lần trong 281 bài
Question Phân biệt kim cương nhân tạo và tự nhiên?

Học sinh hỏi tôi 1 câu rất hay!
Làm cách nào để phân biệt kim cương nhân tạo và kim cương tự nhiên?
Thầy cô nào có cách xin chỉ giúp
ThuNga is offline   Trả lời kèm trích dẫn
Old 21-01-2008, 15:05   #2
QuocTu@n
Tổng phụ trách
Points: 116,159, Level: 100 Points: 116,159, Level: 100 Points: 116,159, Level: 100
Activity: 0% Activity: 0% Activity: 0%
 
QuocTu@n's Avatar
 
Gia nhập: 09-2007
Đơn vị: THCS Nguyễn Bỉnh Khiêm - Quận Ngũ Hành Sơn - TP Đà Nẵng
Bài viết: 1,046
Cảm ơn: 2,840
Được cảm ơn 3,957 lần trong 882 bài
Bài viết blog: 3
Mặc định

Hì, vấn đề cô Nga nêu ra thật hấp dẫn. Đôi khi học sinh nêu ra cho chúng ta những câu hỏi thú vị thật,
Mời cô Nga tham khảo tư liệu sưu tầm trên mạng này, hy vọng nó sẽ giúp học sinh cô tìm ra một vài nội dung cần thiết:

Đặc trưng bên trong

1. Bao thể: dưới kính hiển vi đá quý quan sát bao thể bên trong kim cương một cách tỷ mỉ, có khi có thể phân biệt chính xác một cách nhanh chóng kim cương thiên nhiên và kim cương tổng hợp. Nếu trong kim cương có thể thấy được một số bao thể khoáng vật có màu hoặc không màu trong suốt như Gơnat, diopsit, endiopsit hoặc kim cương tinh thể âm…thì chứng tỏ là kim cương thiên nhiên. Ngược lại, nếu trong kim cương phát hiện ra một số khoáng vật không trong suốt, có ánh kim loại dưới ánh sáng phản xạ và bên ngoài biểu hiện ra lớn mà tròn đồng thời hiển thị ra tạp chất bao thể có từ tính hoặc đảm bảo bao thể hỗn tạp đặc trưng kích thước tương tự thì đó là đặc trưng của kim cương tổng hợp. Những tạp chất bao thể kim loại này qua phân tích hoá học là nikel kim loại và một ít sắt.

2. Cấu tạo sinh trưởng: nếu độ sạch của kim cương rất cao, khó nhìn thấy bao thể, kiểm tra một cách hệ thống cấu tạo sinh trưởng bên trong kim cương cũng giúp cho phân biệt kim cương thiên nhiên và kim cương tổng hợp. Trong một số cạnh lưng của kim cương thiên nhiên hoặc phụ cận cạnh lưng có thể có tàn tích bề mặt tinh thể nguyên thuỷ tức là lỗ lõm hình tam giác (nền tam tác) sắp xếp quy tắc song song. Còn kim cương tổng hợp thì bề mặt là thể bát dịên và thể lập phương đường vân sinh trưởng dạng hạt kiểu chuông cát có liên quan.

3. Màu sắc phân đới
Đặc điểm phân bố màu cũng là một chứng cứ có ích để phân biệt kim cương có màu và kim cương tổng hợp. Nếu trong điều kiện chiếu tán xạ, quan sát được đới màu phân bố song song thì là đặc trưng kim cương thiên nhiên. Còn kim cương tổng hợp thì hiển thị đới màu kiểu chuông cát” có liên quan với cấu tạo sinh trưởng bên trong.

Huỳnh quang tử ngoại

Huỳnh quang tử ngoại hết sức có hiệu quả đối với phân biệt kim cương thiên nhiên và kim cương tổng hợp, chúng không chỉ về màu sắc, mà trong phân bố màu sắc có sự khác biệt rõ ràng. Dưới tia tử ngoại dài phần nhiều nhìn thấy kim cương thiên nhiên có huỳnh quang màu lam trắng, còn dưới tia tử ngoại ngắn thì huỳnh quang màu vàng tương đối yếu. Đồng thời, hiệu quả huỳnh quang của kim cương là không đồng đều, thường xuất hiện phân bố dạng đới. Còn kim cương tổng hợp dưới dạng tia tử ngoại dài, ngắn đều là huỳnh quang màu vàng – vàng lục, đồng thời cường độ huỳnh quang của tia tử ngoại dài. Phân bố huỳnh quang thường xuất hiện hình chữ thập hoặc hình tám cạnh.

Kiểm tra phân quang

Cho đến nay mà nói phần lớn kim cương tổng hợp cấp đá quý là màu vàng, vàng nâu. Cho nên dùng kính phân quang kiểu xách tay và kính phân quang kiểu bàn tiến hành kiểm tra quang phổ là rất cần thiết. “Kim cương hệ thống góc hảo vọng” (kim cương của hệ thống màu trắng – màu vàng nhạt, không kể kim cương thiên nhiên là thiên nhiên hay xử lý nhân tạo thì vạch phổ hấp thụ khác với kim cương tổng hợp. Vạch phổ hấp thụ của kim cương thiên nhiên tồn tại trong 415nm, 452nm, 478nm trong quang phổ nhìn thấy được. Nếu tồn tại vạch 415nm trong kim cương màu vàng nhạt thì đặc trưng hấp phụ của kim cương thiên nhiên, kim cương thiên nhiên qua xử lý chiếu ủ vạch phổ thường hiển thị 496nm, 503nm, 595nm, 673nm. Nhưng thiếu vạch 415nm đồng thời không thể nói rõ là kim cương tổng hợp, vì vậy vẫn phải căn cứ vào đặc trưng khác để chứng minh thêm. Có một số kim cương tổng hợp tạo ra đới hấp phụ rộng 470nm – 700nm trong quang phổ phạm vi ánh sáng nhìn thấy được, đây là do khi sinh thành kim cương tổng hợp chất trợ dung Nikel (Ni) sử dụng gây nên đặc trưng quang phổ. Nhưng phần lớn kim cương tổng hợp loại Ib trị số đỉnh hấp phụ trong quang phổ nhìn thấy được không rõ ràng.

Kiểm tra từ tính

Kim cương tổng hợp thường chứa bao thể kim loại, những bao thể này hoặc lớn hoặc nhỏ có khi bằng mắt thường cũng nhìn thấy được. Bao thể kim loại đều có từ tính sẽ bị vật chất từ tính mạnh (như sắt) hút. Trong quá trình kiểm tra lấy kim cương buộc vào một sợi dây, ngăn khí, dùng nam châm để gần sau đó đu đưa nam châm. Kim cương tổng hợp thì đu đưa song song theo nam châm, còn kim cương thiên nhiên thì không hề có phản ứng. Cần chú ý là có một số kim cương thiên nhiên cũng có một số từ tính, nhưng từ tính tương đối yếu, lúc đó phải căn cứ vào đặc trưng khác để phân biệt.

Hiện tượng lưỡng chiết xạ dị thường

Nhiều kim cương hiển thị hiện tượng lưỡng chiết xạ dị thường có khi đạt tới mức độ kinh ngạc, đây là do tinh thể kim cương bị tác dụng ứng biến tạo nên. Kim cương thường xuất hiện dạng đới, dạng đốm tạp tiêu tan ánh sáng dị thường, giao thoa màu xám tối.
Năm đặc trưng nêu trên đều không nhìn thấy được trong kim cương tổng hợp mà phải kiểm định tổng hợp. Theo nhịp độ thương mại hoá ngày càng tăng của kim cương tổng hợp, công tác kiểm tra đối với im cương càng có tính thách thức hơn. Vì vậy, phân biệt đối với kim cương tổng hợp càng phải kỹ càng chu đáo, toàn diện, hệ thống mới được. Đồng thời còn có thể có phương pháp kiểm định tốt hơn, thành thuộc hơn.

(Theo Tạp chí Mỹ nghệ kim hoàn)
__________________
Đi học là hạnh phúc.
QuocTu@n is offline   Trả lời kèm trích dẫn
Đã cảm ơn QuocTu@n:
Old 21-01-2008, 15:10   #3
3T
Cao học
Points: 127,813, Level: 100 Points: 127,813, Level: 100 Points: 127,813, Level: 100
Activity: 14% Activity: 14% Activity: 14%
 
3T's Avatar
 
Gia nhập: 12-2007
Đơn vị: Private
Bài viết: 2,700
Cảm ơn: 3,960
Được cảm ơn 8,798 lần trong 2,341 bài
Bài viết blog: 40
Mặc định

Mời cô tham khảo bài viết này: (search từ google.com.vn)
Phân biệt kim cương thiên nhiên và kim cương tổng hợp
Cách phân biệt kim cương thặt - giả - Hỏi gì đáp nấy - TTVNOL.com

Và ... cách phân biệt trong nhân gian ...
Kim cương
Ðem kim cương để vào chỗ tối mà phóng ra ánh sáng xanh rờn như ánh chớp là kim cương thật, nếu ánh sáng trắng hoặc không có ánh sáng, ánh sáng bị lu mờ là kim cương giả.

Ngà voi
Ngà voi ngâm giấm qua đêm sẽ mềm nhũn. Có thể chế tạo đồ vật. Làm đồ vật xong nấu với nước mộc tặc thảo sẽ cứng lại như cũ. Nếu ngâm giấm không mềm là hàng giả.

Vàng
Muốn biết vàng thật hay giả, trước hết đặt vàng lên lòng bàn tay, xát vàng vào da tay cho nóng lên rồi ngửi. Nếu có mùi hoa thông, nếm thấy có vị ngọt là vàng thật. Nếu có mùi tanh, mặn hoặc đắng tất bên trong có pha đồng. Cách thử khác là thả vàng từ trên cao xuống mặt bàn gỗ sam, nếu rơi xuống không động, lúc sau cũng không rung là có pha sắt...
Sưu tầm từ dân gian
__________________
Người ta bảo có cột mốc thứ 99
Thì sẽ có cột mốc thứ 100
Con người phải luôn tiến bước

Mr.Long
3T is offline   Trả lời kèm trích dẫn
Đã cảm ơn 3T:
Old 31-01-2008, 20:42   #4
mhtl2h4
Lớp chồi
Points: 2,980, Level: 15 Points: 2,980, Level: 15 Points: 2,980, Level: 15
Activity: 0% Activity: 0% Activity: 0%
 
mhtl2h4's Avatar
 
Gia nhập: 01-2008
Đơn vị: THPT LE lOI
Bài viết: 17
Cảm ơn: 17
Được cảm ơn 43 lần trong 10 bài
Mặc định

Khi dạy bài về tinh thể phân tử và tinh thể nguyên tử mình có giới thiệu thêm cho học sinh về kim cương, kính mời cô tham khảo:
Các thù hình của cacbon là khác nhau về cấu trúc mạng nguyên tử mà các nguyên tử tinh khiết có thể tạo ra.
Ba dạng được biết nhiều nhất là cacbon vô định hình, graphitkim cương. Một số thù hình kỳ dị khác cũng đã được tạo ra hay phát hiện ra, bao gồm các fulleren, cacbon ống nanolonsdaleit.
Trong dạng vô định hình, cacbon chủ yéu có cấu trúc tinh thể của graphit nhưng không liên kết lại trong dạng tinh thể lớn. Trái lại, chúng chủ yếu nằm ở dạng bột và là thành phần chính của than, muội, bồ hóng, nhọ nồithan hoạt tính.
Biểu đồ pha cơ bản của cacbon, chỉ ra trạng thái của vật chất đối với các mức nhiệt độ và áp suất. Phần gạch chéo là các điều kiện mà cacbon có thể ở trạng thái đa ổn định, khi đó hai pha có thể cùng tồn tại
Ở áp suất bình thường cacbon có dạng của graphit, trong đó mỗi nguyên tử liên kết với 3 nguyên tử khác trong mặt phẳng tạo ra các vòng lục giác, giống như các vòng trong các hiđrôcacbon thơm. Có hai dạng của graphit đã biết, là alpha (lục giác) và beta (rhombohedral), cả hai có các thuộc tính vật lý giống nhau, ngoại trừ về cấu trúc tinh thể. Các loại graphit có nguồn gốc tự nhiên có thể chứa tới 30% dạng beta, trong khi graphit tổng hợp chỉ có dạng alpha. Dạng alpha có thể chuyển thành dạng beta thông qua xử lý cơ học và dạng beta chuyển ngược thành dạng alpha khi bị nung nóng trên 1000 °C.
Vì sự phi tập trung hóa của các đám mây pi, graphit có tính dẫn điện. Vật liệu vì thế là mềm và các lớp, thường xuyên bị tách ra bởi các nguyên tử khác, được giữ cùng nhau chỉ bằng các lực van der Waals, vì thế chúng dễ dàng trượt trên nhau.
Ở áp suất cực kỳ cao các nguyên tử cacbon tạo thành thù hình gọi là kim cương, trong đó mỗi nguyên tử được liên kết với 4 nguyên tử khác. Kim cương có cấu trúc lập phương như silicgecmani và vì độ bền của các liên kết cacbon-cacbon, cùng với chất đẳng điệnnitrua bo (BN) là những chất cứng nhất trong việc chống lại sự mài mòn. Sự chuyển hóa thành graphit ở nhiệt độ phòng là rất chậm và khong thể nhận thấy. Dưới các điều kiện khác, cacbon kết tinh như là Lonsdaleit, một dạng giống như kim cương nhưng có cấu trúc lục giác.
KIM CƯƠNG
Kim cương là một trong hai dạng thù hình được biết đến nhiều nhất của cacbon (dạng còn lại là than chì), có độ cứng rất cao và khả năng tán xạ cực tốt làm cho nó có rất nhiều ứng dụng trong cả công nghiệp và ngành kim hoàn. Kim cương được cho là một loại khoáng sản với những tính chất vật lý hoàn hảo. Chúng là những vật liệu tốt để tạo ra các bề mặt nhám và chỉ có những viên kim cương khác, những tinh thể cacbon dạng lồng hay ADNR mới có thể cắt kim cương được. Điều đó có nghĩa là chúng có thể giữ bề mặt đánh bóng rất lâu và rất tốt. Khoảng 130 triệu cara (26.000 kg) kim cương được khai thác mỗi năm với tổng giá trị là 9 tỷ đô la Mỹ. Ngoài ra khoảng 100.000 kg kim cương hàng năm được điều chế nhân tạo.
Tên gọi kim cương trong nhiều ngôn ngữchâu Âu đến từ tiếng Hy Lạp adamas (αδάμας có nghĩa là “không thể phá hủy”). Trong tiếng Việt chữ "kim cương" có gốc Hán-Việt (金剛), có nghĩa là "kim loại cứng". Chúng đã được sưu tầm như một loại đá quý] và sử dụng trên những biểu tượngtôn giáo của người Ấn Độ cổ cách đây ít nhất 2.500 năm. Người ta còn tìm thấy kim cương đầu mũi khoan, cũng là dụng cụ để khắc lên đá đối với người cổ đại. Sự phổ biến của kim cương tăng lên ở thế kỷ 19, khi những kỹ thuật đánh bóng và cắt đã đạt đến một trình độ nhất định, kinh tế thế giới đã phát triển, và những nhà kim hoàn bắt đầu những chiến dịch quảng cáo rầm rộ. Một viên kim cương được đánh giá theo một hệ thống chất lượng 4C: "carat" (khối lượng), "clarity" (độ trong suốt), "color" (màu sắc) và "cut" (cách cắt) và hiện nay có khi người ta còn đánh giá theo tiêu chuẩn 6C, thêm "cost" (giá cả) và certification (giấy chứng nhận, kiểm định). Mặc dù kim cương nhân tạo được sản xuất với khối lượng gần gấp 4 lần so với kim cương tự nhiên nhưng phần lớn chúng được dùng vào mục đích công nghiệp vì hầu hết chúng là những viên kim cương nhỏ và không hoàn hảo tuy hiện điều này đã cải thiện rõ rệt với những công nghệ làm kim cương nhân tạo mới.
Khoảng 49% kim cương được khai thác ở Trung PhiNam Phi, mặc dầu một số lượng lớn kim cương cũng được tìm thấy ở Canada, Ấn Độ, Nga, Brasil, Úc. Hầu hết chúng được khai thác ở những miệng núi lửa đã tắt, sâu trong lòng Trái Đất nơi mà áp suấtnhiệt độ cao làm thay đổi cấu trúc của các tinh thể. Việc khai thác kim cương cũng là nội dung của những cuộc tranh chấp. Cũng có một số tranh cãi rằng tập đoànDe Beers đã lợi dụng độc quyền trong ngành cung cấp kim cương để điều khiển giá cả của thị trường, mặc dù thị phần công ty đã giảm xuống 50% trong những năm gần đây.
I. Tính chất

Cấu trúc tinh thể kim cương
Kim cương là một tinh thể không màu gồm cacbon nguyên chất trong đó một nguyên tử cacbon đều có liên kết với 4 nguyên tử cacbon khác gần đó nhất. Chúng ta sử dụng kim cương vì những tính chất vật lý vô cùng quý giá của chúng. Một trong số đó là độ cứng rất cao, độ tán xạ tốt, cách nhiệt cao. Những tính chất trên là những tính chất cơ bản trong những lĩnh vực có sử dụng kim cương.
1. Tính chất vật lý

a. Cấu trúc tinh thể

Kim cương là một tinh thể đối xứng có cấu trúc lập phương và chứa những nguyên tử cacbon bậc 4. Khối lượng riêng của kim cương là 3,52 g/cm³.
Vì có một nguyên tửcacbon liên kết với 4 nguyên tử cacbon gần nhất nên kim cương có rất nhiều tính chất riêng. Than chì, một dạng thù hình khác của cacbon, có một cấu trúc tinh thể hình bình hành khiến cho chúng có những tính chất vật lý khác hẳn so với kim cương. Than chì là một chất mềm, màu xám, đục. Một nguyên tố khác trong nhóm cacbon là silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương.
Lonsdaleite cũng là một dạng thù hình của kim cương nhưng được tìm thấy ở những nơi khác có cấu trúc lục giác. Chúng rất khó tìm thấy trong tự nhiên nhưng đó chính là bản chất của kim cương nhân tạo. Một dạng tinh thể kì dị khác của kim cương là carbondo, dạng kim cương không màu, hay có màu xám hoặc đen với cấu trúc tinh thể rất nhỏ gọi là spherulite.
b. Độ cứng

Độ cứng của kim cương giúp phân biệt nó với than chì
Kim cương là vật chất cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên, với độ cứng là 10 trong thang độ cứng Mohs cho các khoáng vật. Kim cương còn chịu được áp suất giữa 167 và 231 gigaPascal trong những đợt kiểm tra khác nhau. Điều này đã được biết đến từ rất lâu, và đó chính là nguồn gốc của tên gọi "kim cương". Tuy nhiên, cacbon dạng lồng, một dạng thù hình của kim cương được điều chế vào năm 2005 được tin là còn cứng hơn cả kim cương.
Viên kim cương cứng nhất được cho là những viên kim cương ở vùng New England của bang New South Wales (Úc). Những viên kim cương này thường là nhỏ, dùng để đánh bóng những viên kim cương khác. Độ cứng của chúng được đánh giá nhờ vào điều kiện hình thành nên chúng. Viên kim cương cứng nhất khi chúng được hình thành chỉ qua một giai đoạn. Những viên kim cương khác do hình thành qua nhiều giai đoạn nên tạo thành những lớp, vết khiến độ cứng kim cương giảm (Taylor, 1990).
Ngành công nghiệp sử dụng kim cương có từ rất lâu vì tính chất cứng rắn của chúng. Nó là khoáng vật có giá trị cao nhất trong hơn 3.000 mẫu khoáng vật mà con người biết đến. Vì là vật chất cứng rắn nhất trong thiên nhiên, kim cương được dùng để đánh bóng, cắt mọi bề mặt, ngay cả một viên kim cương khác. Các ngành công nghiệp thông thường dùng kim cương như là một mũi khoan, lưỡi cưa hay bột mài. Một ứng dụng rất có triển vọng là làm chất bán dẫn: một số viên kim cương có màu xanh lam chính là chất bán dẫn thiên nhiên, trái ngược với các loại kim cương có màu khác là những chất cách điện tốt. Những viên kim cương nhân tạo dùng trong công nghiệp không phù hợp với việc làm trang sức nhưng có ưu điểm là làm giảm giá thành sản phẩm. Ngay từ thời cổ đại người ta đã biết dùng kim cương làm các mũi khoan và làm dụng cụ khắc chữ.
Độ cứng của kim cương cũng khiến cho nó phù hợp hơn với vai trò của một món trang sức. Bởi vì nó chỉ có thể làm bị trầy bởi một viên kim cương khác, nó luôn luôn sáng bóng qua thời gian. Khác với những loại đá quý khác chỉ có thể mang vào những dịp đặc biệt, kim cương phù hợp với trang phục thường ngày vì chúng rất khó bị trầy xước. Do đó, trên những chiếc nhẫn đính hôn hay nhẫn cưới, người ta thường đính kim cương lên, và những tập đoàn nữ trang hàng đầu thế giới vẫn luôn hô hào khẩu hiệu "diamonds is forever" để quảng cáo rầm rộ cho trang sức đính kim cương.
c. Độ giòn

Khác với độ cứng, chỉ khả năng chống lại những vết trầy xước, độ giòn của kim cương chỉ từ trung bình khá đến tốt. Độ giòn chỉ khả năng khó bị vỡ của vật liệu. Độ giòn của kim cương một phần là do cấu trúc tinh thể của kim cương không chống chịu tốt lắm. Kim cương do đó cũng dễ bị vỡ hơn so với một số vật liệu khác, và câu chuyện lưu truyền về việc kiểm định kim cương bằng đe và búa của vua chúa xưa chỉ là truyền thuyết.
d. Màu sắc

Kim cương có rất nhiều màu sắc: không màu, xanh dương, xanh lá cây, cam, đỏ, tía, hồng, vàng, nâu và cả đen. Những viên kim cương có những vệt màu sáng được gọi là những viên kim cương màu. Nếu viên kim cương có màu rất đậm, chúng sẽ được gọi là "có màu sắc rực rỡ". Kim cương có màu chứa các phân tử kim cương không nguyên chất, trong đó một nguyên tử cacbon bất kỳ trong mạng tinh thể bị thay thế bởi một nguyên tử nguyên tố khác. Thông thường nguyên tố đó là nitơ khiến cho kim cương có màu vàng. Nguyên tử kim cương nguyên chất không có màu. Kim cương có độ màu cực trắng sẽ được đánh giá là loại D, còn thấp nhất là Z, chỉ viên kim cương có màu hơi vàng ngả sang nâu.
e. Độ bền nhiệt độ

áp suất khí quyển (1 atm) kim cương không ổn định như than chì và kim cương có thể bị phân hủy. (ΔG = −2.99 kJ / mol). Kim cương sẽ cháy ở khoảng 800 °C, nếu có đủ ôxy. Điều này được miêu tả vào cuối thế kỷ 18 nhưng cũng tìm thấy được trong những cuốn sách cổ thời La Mã. Nhưng, do có một hàng rào động năng lớn, kim cương gần như không phân hủy. Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất bình thường thì một viên kim cương chỉ có thể bị biến thành than chì sau một khoảng thời gian bằng khoảng thời gian để vũ trụ hình thành cho tới nay (15 tỷ năm).
2. Phương diện điện từ

Kim cương tán xạ tốt các loại ánh sáng nhìn thấy được
a. Tính chất quang học

Kim cương có khả năng tán sắc tốt, do có chiết suất biến đổi nhanh với bước sóngánh sáng. Điều này giúp kim cương biến những tia sáng trắng thành những màu sắc, tạo nên sức hấp dẫn riêng của kim cương khi là một món trang sức.
Chiết suất cao của kim cương, vào khoảng 2,417, lớn hơn so với 1,5 của các thủy tinh thông thường, cũng dễ làm xuất hiện sự phản xạ toàn phần trên mặt trong của kim cương tạo độ lấp lánh. Độ lấp lánh của viên kim cương, đặc trưng cho cách ánh sáng tác động lên một viên kim cương, thường được miêu tả là "adamantine".
Một số viên kim cương có phát xạ ánh sáng (hầu hết là màu xanh dương) dưới tia cực tím, một số có màu đỏ tía). Hầu hết các viên kim cương phát xạ ánh sáng xanh trắng, vàng hay xanh lá cây dưới tác dụng của tia X và dùng trong khai mỏ để tách riêng kim cương có khả năng phát sáng và những viên đá bình thường khác không có khả năng này. Trong điều kiện thường, hầu hết các viên kim cương đều không phát ánh sáng, trừ ánh sáng xanh dương mặc dù các loại kim cương màu có thể phát quang nhiều màu hơn.
b. Tính chất điện

Ngoại trừ kim cương xanh dương vốn là một chất bán dẫn, mọi loại kim cương còn lại là chất cách điện tốt. Nguyên nhân là do trong phân tử kim cương xanh dương có chứa nguyên tử bo tạp chất, là một chất cho điện tử và tạo ra một chất bán dẫn loại p. Tuy nhiên, các loại kim cương màu xanh dương không chứa tạp chất bo, như loại khai thác ở mỏ kim cương Argyle tại Úc, có màu như vậy là do chứa nhiều hiđrô nên là một chất cách điện.
c. Tính chất nhiệt

Không giống như những chất cách điện tốt khác, kim cương là một chất truyền nhiệt tốt bởi vì các nguyên tử được liên kết chặt chẽ với nhau. Hầu hết các viên kim cương xanh có chứa bo thay thế cho cacbon trong mạng nguyên tử cũng có khả năng truyền nhiệt cao. Một viên kim cương nhân tạo nguyên chất có hệ số truyền nhiệt vào khoảng 2.000-2.500 W/(m.K), cao gấp 4 đến 5 lần so với đồng và là cao nhất trong tất cả những chất đã được biết trong nhiệt độ phòng. Do đó, người ta dùng nó trong những thiết bị bán dẫn để giúp cho silic và các vật liệu bán dẫn khác không bị quá nóng. Mức năng lượng các lỗ trống trên kim cương vào khoảng 5,4-6,4 eV.
II. Nguồn gốc lịch sử

1. Sự hình thành

Kim cương được tạo thành từ những khoáng vật có chứa cacbon dưới nhiệt độ và áp suất rất cao. Trên Trái Đất, mọi nơi đều có thể có kim cương bởi vì ở một độ sâu nào đó thì sẽ tồn tại nhiệt độ đủ cao và áp suất đủ lớn để tạo thành kim cương. Trong những lục địa, kim cương bắt đầu hình thành ở độ sâu khoảng 150 km (90 dặm), nơi có áp suất khoảng 5 gigapascal và nhiệt độ khoảng 1200 độ Celsius (2200 độ Fahrenheit). Trong đại dương, quá trình này xảy ra ở các vùng sâu hơn do nhiệt độ cần cao hơn nên cần áp suất cũng cao hơn. Khi những áp suất và nhiệt độ dần giảm xuống thì viên kim cương cũng theo đó mà lớn dần lên.
Kim cương thiên nhiên
Qua những nghiên cứu tỉ lệ các đồng vị (giống như phương pháp xác định niên đại lịch sử bằng C-14) ngoại trừ việc sử dụng những đồng vị bền như C-12 và C-13, carbon trong kim cương được đến từ cả những nguồn hữu cơ và vô cơ. Các nguồn vô cơ có sẵn ở lớp trung gian của Quả Đất còn các nguồn hữu cơ chính là các loại cây đã chết chìm xuống dưới mặt đất trước khi biến thành kim cương. Cả hai nguồn này có tỉ lệ 13C:12C khác nhau rất lớn. Kim cương được cho rằng đã hình thành trên mặt đất trước đây rất lâu, khoảng 1 tỉ năm đến 3,3 tỉ năm.
Ngoài ra kim cương còn có thể được hình thành trong những hiện tượng có áp suất và nhiệt độ cao khác. Người ta có tìm thấy trong tâm thiên thạch những tinh thể kim cương có kích thước cực kì nhỏ sau khi chúng rơi xuống đất tạo nên một vùng có áp suất và nhiệt độ cao để phản ứng tạo kim cương xảy ra. Những hạt bụi kim cương được dùng trong khoa học hiện đại để xác định những nơi đã có thiên thạch rơi xuống.
2. Kim cương ở bề mặt Trái Đất

Cấu trúc một núi lửa
Những hòn đá mang kim cương bị kéo lại gần đến nơi núi lửa phun do áp suất. Khi núi lửa phun, nham thạch phải đi qua vùng tạo ra kim cương 90 dặm (150 km). Điều đó rất hiếm khi xảy ra. Ở dưới có những mạch nham thạch ngầm vận chuyển nham thạch và lưu giữ ở đó nhưng sẽ không trào ra khi núi lửa hoạt động. Những mạch chứa kim cương thường được tìm thấy ở những lục địa cổ bởi vì chúng chứa những mạch nham thạch cổ lâu nhất.
Các nhà địa chất học sử dụng các dấu hiệu sau để tìm những vùng có kim cương: những khoáng vật ở vùng đó thường chứa nhiều crôm hay titan, cũng rất thông dụng trong những mỏ đá quý có màu sáng.
Khi kim cương được các ống nham thạch đưa gần lên mặt đất, chúng có thể bị "rò rỉ" qua một khu vực lớn xung quanh. Một ống nham thạch được đánh giá là nguồn kim cương chính. Ngoài ra còn có thể kể đến một số viên kim cương rải rác do các nhân tố bên ngoài (môi trường, nguồn nước). Tuy nhiên, số lượng này cũng không lớn.
Kim cương còn có thể bị đưa lên mặt đất khi có sự đứt gãy các lục địa mặc dù điều này vẫn chưa được hiểu rõ ràng và hiếm xảy ra.
III. Đặc tính địa chất

Cách sử dụng kim cương như một vật trang trí rất quen thuộc đối với nhiều người. Do dưới ánh sáng Mặt Trời, nó có nhiều màu nên nó còn được gọi là lửa và được đánh giá cao trong nhiều sách lịch sử. Khoảng 1900, những chuyên gia địa chất học đã đề ra phương án để phân loại kim cương dựa vào 4 đặc tính, còn nổi tiếng với tên 4C - "carat" (khối lượng), "color" (màu sắc), "clarity" (độ trong) và "cut" (cách cắt).
1. Carat

Carat là đơn vị dùng để đo khối lượng của đá quý nói chung. Một carat được định nghĩa là 200 milligram. Một điểm, bằng 1% carat hay 2 mg, được dùng để đánh giá các viên kim cương có khối lượng dưới 1 carat. Giá của viên kim cương tăng nhanh khi khối lượng tăng. Giá của mỗi carat kim cương không tăng đều theo khối lượng kim cương. Tuy nhiên một viên kim cương 0,95 carat lại có giá rẻ đáng kể so với một viên 1,05 carat.
Trong mua bán kinh doanh lớn, người ta mua kim cương theo khối lượng và kích thước trung bình của những viên kim cương trong lô hàng.
Tổng khối lượng carat (t.c.w) là một từ thường được kí hiệu để chỉ tổng khối lượng kim cương chứa trên một món hàng, rất thông dụng trên vòng cổ, vòng tay và những món trang sức khác.
2. Độ trong

Độ trong được đánh giá dựa vào kết quả khi nhìn dưới kính lúp 10 lần số lượng các vết trầy xước, màu sắc của những vết gãy, vị trí của chúng, tất cả đều được dùng để đánh giá kim cương.
Khi độ trong nâng cao lên khi số kim cương đạt được tiêu chuẩn đó thấp hơn. Chỉ có 20% kim cương có thể đủ để làm đồ trang sức, 80% cho công nghiệp, trong đó có 20% kim cương có những vết trầy thấy rõ bằng mắt thường. Những người mua bình thường rất khó có thể nhhìn thấy những vết như thế này.
Những vết xước không ảnh hưởng nhiều đến tính chất tinh thể của viên kim cương. Tuy nhiên, những vết mờ có thể làm giảm sự tán sắc ánh sáng. Vết nứt lớn có thể làm cho kim cương vỡ.
Kim cương có thể được đánh giá là không có khuyết điểm nào cho đến không hoàn hảo.
3. Màu sắc

Một cấu trúc tinh thể nguyên chất sẽ làm cho viên kim cương không màu. Tuy nhiên, hầu hết những viên kim cương đều không hoàn hảo. Tùy theo màu sắc có thể tăng hay giảm giá trị của viên đá. Những đốm nhỏ màu vàng sẽ làm giảm giá trị kim cương đi rất nhiều trong khi màu hồng hay xanh dương (như viên kim cương Hope) sẽ làm tăng giá trị của viên kim cương.
Tạp chất thường gặp nhất trong kim cương là nitơ, một phần nhỏ nitơ trong tinh thể kim cương làm cho kim cương có màu vàng thậm chí màu nâu. Trong tiêu chuẩn GIA thì viên kim cương không màu là "D" và vàng là "Z". Đôi khi người ta còn sử dụng các phương pháp quang học phức tạp để xác định màu. Những viên kim cương có điểm màu thật thấp hay thật cao rất hiếm, và cũng rất đắt tiền. Từ D-G là những viên không màu, từ H-J là gần như không màu, K-M là hơi có màu, N-Y là màu vàng nhạt hay nâu. Tuy nhiên, viên kim cương có màu vàng nhạt Z rất hiếm có và có giá trị rất cao.
Trái với màu vàng và màu nâu, những màu khác khó tìm thấy hơn và có giá trị hơn. Chỉ cần viên kim cương hơi hồng hay xanh lam thì giá trị đã rất cao rồi. Tùy theo mạng tinh thể cacbon bị thay thể bằng nguyên tố nào mà kim cương sẽ có màu đó. Những màu thường gặp là vàng, hồng, xanh dương, xanh lá cây, đỏ, nâu,...
Các nhà khoa học sử dụng một thang đo khác dựa vào độ quý hiếm của những viên đá.
4. Cách cắt

Kĩ thuật cắt kim cương vừa là một môn khoa học vừa là một nghệ thuật. Nó miêu tả quá trình viên kim cương được thành hình và đánh bóng từ dạng viên đá đầu tiên đến một viên ngọc sáng ngời.
Có rất nhiều công trình nghiên cứu toán học được nghiên cứu nhằm làm cho lượng ánh sáng mà nó phản xạ được là nhiều nhất. Một trong số đó là công trình của nhà toán học yêu thích khoáng vật Marcel Tolkowsky. Ông là người nghĩ ra cách cắt hình tròn và đã đề ra các tỉ lệ thích hợp cho nó. Một viên kim cương được cắt theo kiểu hình tròn hiện đại trên bề mặt có tất cả 57 mặt. Trong đó, phần trên có 33 mặt và phần dưới có 24 mặt. Phần trên có nhiệm vụ tán xạ ánh sáng thành nhiều mằu sắc khác nhau trong khi phần bên có nhiệm vụ phản xạ ánh sáng.
Tolowsky đã đưa ra các tỉ lệ sau
  • Tỉ lệ giữa đường kính mặt trên cùng và đường kính mặt giữa: 53%
  • Tỉ lệ giữa độ sâu và đường kính mặt giữa: 59,3%
  • Góc giữa mặt dưới và phương ngang: 40,75°
  • Góc giữa mặt trên và phương ngang: 34,5°
  • Tỉ lệ giữa độ sâu phần dưới và đường kính mặt giữa: 43,1%
  • Tỉ lệ giữa độ sâu phần trên và đường kính mặt trên: 16,2%
Ngoài ra ở chóp dưới viên kim cương phải nhọn, nếu không thì ánh sáng sẽ đi qua dễ dàng. Thế nhưng trong thực tế thì người ta thường làm với đường kính bằng 1-2% đường kính mặt giữa.
Viên kim cương nào càng khác những tiêu chuẩn của Tolowsky thì ánh sáng sẽ bị phản xạ càng ít. Tuy nhiên trong xã hội hiện đại, người ta coi trọng đến khối lượng của viên kim cương nhiều hơn, dẫn đến việc những viên kim cương được gọt giũa rất ẩu để tăng khối lượng của chúng. Chỉ cần viên kim cương có khối lượng lúc sau cùng là 1 carat thì sẽ là một món tiền lớn hơn viên 0,95 carat. Vì vậy, người ta thường làm phần dưới có độ sâu lớn. Do đó, một viên kim cương cắt xấu nặng 1 carat sẽ có đường kính chỉ bằng một viên 0,85 carat cắt tốt. Người ta thường dựa vào tỉ lệ độ sâu phần đáy để biết nhanh viên kim cương đó có cắt đúng hay không. Lí tưởng là khi tỉ lệ 62,5%. Ngoài ra viên kim cương 1 carat sẽ có đường kính là 6,5 mm. Nhanh chóng hơn, đường kính một viên kim cương sẽ gấp 6,5 lần khối lượng tính bằng carat, hay 11,1 lần khối lượng tính bằng cm³.
5. Hình dáng

Kim cương không đẹp và ít chiết quang nếu như nó ở dạng thô. Nó buộc phải được cắt để làm tôn thêm vẻ đẹp riêng của nó. Có vô số cách cắt được nghĩ ra từ xưa đến nay để làm nhiệm vụ đó. Số đó có khi không có một con số cụ thể nào để làm tiêu chuẩn cụ thể như cách cắt "tròn", "bánh mì" (hạt dưa), "vuông", "trái tim", "hoa hồng". Cách cắt cũng phụ thuộc rất nhiều vào thời trang. Những cách cắt mới thường được đánh giá là làm đổi mới nhãn hiệu của mình hơn là sự sáng tạo thực sự.
6. Chất lượng

Chất lượng của một viên kim cương được đánh giá rộng rãi bằng tiêu chẩn 4C. Thông thường một viên kim cương đã được cắt được tin là làm tăng thêm giá trị của viên kim cương hơn dù khối lượng của nó bị giảm đi hơn 30% trong quá trình cắt do làm tăng lên độ trong và làm tôn lên màu sắc của viên kim cương.
Một viên kim cương tốt khi được cắt tốt khi được nhìn từ trên xuống phải có màu trắng. Nếu được cắt không tốt, khi nhìn từ trên cao xuống sẽ có màu đen ở chính giữa, và đôi khi có một cái bóng ở đỉnh viên kim cương.
Có một số chiếc máy được chế tạo ra để kiểm tra chất lượng kim cương như FireScope, IdealScope, Heart & Arrow Viewer, GemEx, BrillianceScope, ASET,...
THAN CHÌ (GRAPHIT)
Graphit hay than chì (một trong những chất mềm nhất). Cấu trúc: mỗi nguyên tử được liên kết theo kiểu tam giác với 3 nguyên tử khác, tạo thành các lưới 2 chiều của các vòng 6 thành viên ở dạng phẳng; các tấm phẳng này liên kết lỏng lẻo với nhau.
Giữa kim cương và graphit:
  • Kim cương là cứng nhất, nhưng graphit là một trong những vật liệu mềm nhất.
  • Kim cương là chất mài mòn siêu hạng, nhưng graphit là chất bôi trơn rất tốt.
  • Kim cương là chất cách điện tuyệt hảo, nhưng graphit là vật liệu dẫn điện.
  • Kim cương thông thường là trong suốt, nhưng graphit là mờ.
  • Kim cương kết tinh trong hệ lập phương nhưng graphit kết tinh trong hệ lục giác.
mhtl2h4 is offline   Trả lời kèm trích dẫn
Đã cảm ơn mhtl2h4:
Reply


Những người đang xem chủ đề này: 1 (0 thành viên và 1 khách)
 
Công cụ chủ đề
Kiểu hiển thị

Quyền đăng bài
Bạn không thể đăng chủ đề mới
Bạn không thể đăng bài trả lời
Bạn không thể đính kèm
Bạn không thể sửa bài viết của bạn

BB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off

Nhảy đến diễn đàn

Những chủ đề liên quan
Chủ đề Người khởi xướng Diễn đàn Trả lời Bài cuối
Xây dựng phương án nhiễu cho câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn trong việc hangnga14 Ngữ Văn 0 07-05-2009 20:41
Mình đang cần gấp mẫu sổ công tác giáo viên chủ nhiệm hatrunghoa Chủ Nhiệm 4 28-02-2009 07:48
Cô giáo và đứa học trò nhiễm HIV suongngoc Câu chuyện giáo dục 1 22-10-2008 11:19
Một gói cước ra nhiều IP riêng? admin Mạng máy tính 2 06-05-2008 09:23
Cơ thể con người đáng giá bao nhiêu? loan72 Góc cười 0 30-04-2008 11:16

Tất cả giờ đều quy về GMT +7. Bây giờ là 18:18.


Powered by vBulletin® Version 3.8.3
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.
Thuộc quyền sở hữu của DạyhọcIntel.net