ダイヤモンド
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ダイヤモンド（古代ギリシャ語: ἀδάμας; フランス語、ドイツ語: Diamant; 英語: Diamond; ロシア語: Алмаз）は、炭素で構成される鉱物であり、黒鉛の同素体であり、ダイヤモンドと同様に化学および工業用途に使用される 5 つの重要な宝石の 1 つです。 ダイヤモンドは炭素から構成される無色の結晶であり、既知の天然物質の中で最も硬いものです。化学的特性結晶内の各炭素原子は、sp3 混成軌道内の他の 4 つの隣接する炭素原子と共有結合を形成し、4 つの隣接する炭素原子はそれぞれ正四面体を形成します。 結晶型はダイヤモンド構造なので研磨なしの結晶形状は八面体であることが多いです。 ダイヤモンドの C-C 結合は非常に強く、すべての価電子が共有結合の形成に関与しており、自由電子がないため、ダイヤモンドは非常に硬く、非導電性であり、融点は 3815°C です。 ダイヤモンドの発火点は、純酸素中では720～800℃、空気中では850～1,000℃です。 工業的には、ダイヤモンドは主に穴あけプローブや研削工具の製造に使用されます。 完成した形のダイヤモンドは研磨されてダイヤモンドと呼ばれ、高級宝飾品の材料となり非常に高価です。炭素の同素体としては、アモルファスカーボン、カーボンナノフォーム、ダイヤモンド、ロンズデーライト、ワックスストーン、重合ダイヤモンドナノロッド、シクロカーボングラフェン、グラファイト、フラーレンなど、いくつかのものが知られています。 ダイヤモンドは熱力学的にグラファイトより不安定で、自然にグラファイトに変態することがありますが、その変態速度は常温常圧では無視できるほど遅いため、安定に存在できます。 自然界で形成されるダイヤモンドは、一般に地球内部の高温高圧の環境で形成され、火山の噴火などの地殻変動によって地表に持ち出されることから、火山の近くで多く発見されています。 現代の産業では、「合成ダイヤモンド」と呼ばれるダイヤモンドを高温高圧下で生産することができます。物理的特性ダイヤモンドのモース硬度は 10 で、硬度が最も高いため、ダイヤモンドの切断と加工にはダイヤモンド パウダーまたはレーザー (532nm または 1,064nm の波長レーザーなど) を使用する必要があります。 ダイヤモンドの密度は 3.52g/cm3、屈折率は 2.417 (光波 500 nm で)、分散率は 0.044 です。産業用途ダイヤモンドは非常に高い硬度と高い熱伝導率を備えているため、サンドペーパー、穴あけ、研削工具に使用され、他の物質の切断や切り込み、さらには大型集積回路などのヒートシンクにも使用されます。しかし、1955年にゼネラル・エレクトリック社が高温高圧で合成ダイヤモンドを得る技術を発見して以来、科学者たちは高温高圧を利用してダイヤモンド粒子を製造しており、現在では微粒子の合成ダイヤモンドは同じグレードの天然ダイヤモンドよりも安価になっています。 。 そのため、天然ダイヤモンドの工業的価値は完全に消滅し、現在の主な用途は宝飾品や装飾品に限られています。観賞用ダイヤモンドは屈折率が高いため、光の下で輝いて見えるため、ダイヤモンドと呼ばれます。 巨大なダイヤモンドは多くの場合、非常に貴重です。 青、緑、ピンクの色合いのダイヤモンドは非常に希少で、深くて鮮やかな色のダイヤモンドはより高価ですが、現在最も高価なカラー ダイヤモンドは、濃い赤色の色合いのダイヤモンドです。ダイヤモンドは、主に N 元素を含むかどうかに基づいてタイプ 1 とタイプ 2 に分類され、タイプ 1 には N 元素が含まれますが、タイプ 2 には含まれません。 青いダイヤモンドはタイプ II B であり、半導体です。
