प्राकृतिक हीरा खनिज: संरचना, भौतिक और रासायनिक गुण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

डायमंड एक प्राकृतिक खनिज है, जो सबसे प्रसिद्ध और महंगे में से एक है। उसके आस-पास कई अटकलें और किंवदंतियाँ हैं, विशेष रूप से इसके मूल्य और नकली का पता लगाने के संबंध में। अध्ययन के लिए एक अलग विषय हीरा और ग्रेफाइट के बीच संबंध है। बहुत से लोग जानते हैं कि ये खनिज समान हैं, लेकिन हर कोई नहीं जानता कि वास्तव में क्या है। और वे कैसे भिन्न होते हैं, इस सवाल का जवाब भी हर कोई नहीं दे सकता। हीरे की संरचना के बारे में हम क्या जानते हैं? या रत्नों को पहचानने का मापदंड?

हीरे की संरचना

हीरा तीन खनिजों में से एक है जो कार्बन का क्रिस्टलीय संशोधन है। अन्य दो ग्रेफाइट और लोंसडेलाइट हैं, दूसरा उल्कापिंडों में पाया जा सकता है या कृत्रिम रूप से बनाया जा सकता है। और अगर ये पत्थर हेक्सागोनल संशोधन हैं, तो हीरे की क्रिस्टल जाली का प्रकार एक घन है। इस प्रणाली में, कार्बन परमाणुओं को इस तरह व्यवस्थित किया जाता है: प्रत्येक शीर्ष पर और चेहरे के केंद्र में, और घन के अंदर चार। इस प्रकार, यह पता चला है किपरमाणुओं को टेट्राहेड्रा के रूप में व्यवस्थित किया जाता है, और प्रत्येक परमाणु उनमें से एक के केंद्र में होता है। कण सबसे मजबूत बंधन - सहसंयोजक द्वारा आपस में जुड़े होते हैं, जिसके कारण हीरे में उच्च कठोरता होती है।

रासायनिक गुण

मोटे तौर पर, हीरा शुद्ध कार्बन होता है, इसलिए हीरे के क्रिस्टल बिल्कुल पारदर्शी होने चाहिए और सभी दृश्य प्रकाश को संचारित करना चाहिए। लेकिन दुनिया में कुछ भी परिपूर्ण नहीं है, जिसका अर्थ है कि इस खनिज में भी अशुद्धियाँ हैं। ऐसा माना जाता है कि रत्न हीरे में अशुद्धियों की अधिकतम मात्रा 5% से अधिक नहीं होनी चाहिए। हीरे की संरचना में ठोस और तरल और गैसीय पदार्थ दोनों शामिल हो सकते हैं, उनमें से सबसे आम:

• नाइट्रोजन;
• बोरॉन;
• एल्यूमीनियम;
• सिलिकॉन;
• कैल्शियम;
• मैग्नीशियम।

इसके अलावा, संरचना में क्वार्ट्ज, गार्नेट, ओलिवाइन, अन्य खनिज, लौह ऑक्साइड, पानी और अन्य पदार्थ शामिल हो सकते हैं। अक्सर ये तत्व खनिज की संरचना में यांत्रिक खनिज समावेशन के रूप में पाए जाते हैं, लेकिन उनमें से कुछ हीरे की संरचना में कार्बन की जगह ले सकते हैं - इस घटना को आइसोमोर्फिज्म कहा जाता है। इस मामले में, समावेशन खनिज के भौतिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है, इसका रंग, प्रकाश परावर्तन, और नाइट्रोजन समावेशन इसे ल्यूमिनसेंट गुण देते हैं।

भौतिक गुण

एक हीरे की संरचना उसके भौतिक गुणों को निर्धारित करती है, उनका मूल्यांकन चार मानदंडों के अनुसार किया जाता है:

• कठोरता;
• घनत्व;
• प्रकाश का फैलाव और अपवर्तन;
• क्रिस्टल जाली।

खनिजों की कठोरता का अनुमान मोह पैमाने पर लगाया जाता है, इस प्रणाली पर इसका अंक 10 है, यह अधिकतम संकेतक है। सूची में अगला कोरन्डम है, इसका सूचक 9 है, लेकिन इसकी कठोरता 150 गुना कम है, जिसका अर्थ है इस सूचक में हीरे की पूर्ण श्रेष्ठता।

हालांकि, किसी खनिज की कठोरता का मतलब उसकी ताकत बिल्कुल नहीं है। हीरा काफी भंगुर होता है और हथौड़े से मारने पर आसानी से टूट जाता है।

हीरे का विशिष्ट गुरुत्व (घनत्व) 3.42 से 3.55 g/cm³ के बीच निर्धारित किया जाता है। यह खनिज के वजन और उसी मात्रा के पानी के वजन के अनुपात से निर्धारित होता है।

कठोरता के अलावा, इसमें उच्च अपवर्तनांक (2.417-2.421) और फैलाव (0.0574) भी हैं। गुणों का यह संयोजन हीरा को सबसे कीमती और आदर्श ज्वेलरी स्टोन बनने की अनुमति देता है।

खनिज के अन्य भौतिक गुण भी महत्वपूर्ण हैं, जैसे तापीय चालकता (900-2300 W/m·K), सभी पदार्थों में उच्चतम भी। आप खनिज की अम्ल और क्षार में न घुलने की क्षमता, ढांकता हुआ के गुण, हवा में धातु के लिए घर्षण का कम गुणांक और 11 GPa के दबाव में 3700-4000 °C के उच्च गलनांक को भी नोट कर सकते हैं।

हीरा और ग्रेफाइट के बीच समानताएं और अंतर

कार्बन पृथ्वी पर सबसे आम तत्वों में से एक है, यह कई पदार्थों में पाया जाता है, खासकर जीवित जीवों में। ग्रेफाइट, हीरे की तरह, कार्बन से बना होता है, लेकिन हीरे और ग्रेफाइट की संरचना बहुत अलग होती है। उच्च तापमान के प्रभाव में हीरा ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना ग्रेफाइट में बदल सकता है, लेकिन सामान्य परिस्थितियों में, यह अनिश्चित काल के लिए सक्षम हैअपरिवर्तित रहते हैं, इसे मेटास्टेबिलिटी कहा जाता है, इसके अलावा, हीरे की क्रिस्टल जाली का प्रकार एक घन है। लेकिन ग्रेफाइट एक स्तरित खनिज है, इसकी संरचना विभिन्न तलों में स्थित परतों की एक श्रृंखला की तरह दिखती है। ये परतें हेक्सागोन से बनी होती हैं जो एक छत्ते जैसी प्रणाली बनाती हैं। इन षट्भुजों के बीच ही मजबूत बंधन बनते हैं, लेकिन परतों के बीच वे बेहद कमजोर होते हैं, इससे खनिज की परत बन जाती है। इसकी कम कठोरता के अलावा, ग्रेफाइट प्रकाश को अवशोषित करता है और इसमें धात्विक चमक होती है, जो हीरे से भी बहुत अलग होती है।

ये खनिज अपररूपता का सबसे उल्लेखनीय उदाहरण हैं - एक ऐसी घटना जिसमें पदार्थों के विभिन्न भौतिक गुण होते हैं, हालांकि उनमें एक ही रासायनिक तत्व होता है।

हीरे की उत्पत्ति

प्रकृति में हीरे कैसे बनते हैं, इस बारे में कोई स्पष्ट राय नहीं है, मैग्मैटिक, मेंटल, उल्कापिंड और अन्य सिद्धांत हैं। हालांकि, सबसे आम मैग्मैटिक है। ऐसा माना जाता है कि हीरे 50,000 वायुमंडल के दबाव में लगभग 200 किमी की गहराई पर बनते हैं, और फिर किम्बरलाइट पाइप के निर्माण के दौरान मैग्मा के साथ सतह पर लाए जाते हैं। हीरे की आयु 100 मिलियन से 2.5 बिलियन वर्ष तक भिन्न होती है। यह वैज्ञानिक रूप से भी सिद्ध हो चुका है कि हीरे तब बन सकते हैं जब कोई उल्कापिंड पृथ्वी की सतह से टकराता है, और उल्कापिंड की चट्टान में भी पाया जाता है। हालांकि, इस मूल के क्रिस्टल बेहद छोटे होते हैं और प्रसंस्करण के लिए शायद ही कभी उपयुक्त होते हैं।

हीरा जमा

पहली जमा राशि जो थीहीरे की खोज और खनन भारत में किया गया था, लेकिन 19वीं शताब्दी के अंत तक वे बुरी तरह समाप्त हो गए थे। हालांकि, यह वहां था कि सबसे प्रसिद्ध, बड़े और महंगे नमूनों का खनन किया गया था। और 17वीं और 19वीं शताब्दी में ब्राजील और दक्षिण अफ्रीका में खनिज भंडार की खोज की गई थी। इतिहास हीरे की भीड़ के बारे में किंवदंतियों और तथ्यों से भरा हुआ है, जो विशेष रूप से दक्षिण अफ्रीकी खानों से जुड़े हैं। अंतिम खोजे गए हीरे के भंडार कनाडा में हैं, उनका विकास 20वीं शताब्दी के अंतिम दशक में ही शुरू हुआ था।

नामीबिया की खदानें विशेष रूप से दिलचस्प हैं, हालांकि वहां हीरा खनन एक कठिन और खतरनाक व्यवसाय है। क्रिस्टल की जमा मिट्टी की एक परत के नीचे केंद्रित होती है, जो हालांकि काम को जटिल बनाती है, खनिजों की उच्च गुणवत्ता की बात करती है। अन्य चट्टानों के खिलाफ लगातार घर्षण के साथ सतह पर कई सौ किलोमीटर की यात्रा करने वाले हीरे उच्च-श्रेणी के होते हैं, निम्न-गुणवत्ता वाले क्रिस्टल बस इस तरह की यात्रा का सामना नहीं कर सकते हैं, और इसलिए खनन किए गए पत्थरों में से 95% रत्न गुणवत्ता के हैं। रूस, बोत्सवाना, अंगोला, गिनी, लाइबेरिया, तंजानिया और अन्य देशों में प्रसिद्ध और खनिज युक्त किम्बरलाइट पाइप भी हैं।

हीरा प्रसंस्करण

हीरा प्रसंस्करण के लिए महान अनुभव, ज्ञान और कौशल की आवश्यकता होती है। काम शुरू करने से पहले, पत्थर का पूरी तरह से अध्ययन करना आवश्यक है ताकि बाद में जितना संभव हो सके अपने वजन को संरक्षित किया जा सके और समावेशन से छुटकारा मिल सके। डायमंड कट का सबसे आम प्रकार गोल है, यह पत्थर को सभी रंगों के साथ चमकने और प्रकाश को यथासंभव अनुकूल रूप से प्रतिबिंबित करने की अनुमति देता है। लेकिन यह काम भी सबसे कठिन है:एक गोल हीरे में 57 तल होते हैं, और इसे काटते समय, सबसे सटीक अनुपात का निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है। इसके अलावा लोकप्रिय प्रकार के कट हैं: अंडाकार, अश्रु, दिल, मार्कीज़, पन्ना और अन्य। खनिज प्रसंस्करण के कई चरण हैं:

• मार्कअप;
• विभाजन;
• काटने का कार्य;
• गोलाकार;
• कट।

अभी भी माना जाता है कि प्रसंस्करण के बाद हीरा अपना लगभग आधा वजन कम कर लेता है।

हीरा मूल्यांकन मानदंड

जब हीरे का खनन किया जाता है, तो केवल 60% खनिज प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होते हैं, उन्हें गहने कहा जाता है। स्वाभाविक रूप से, हीरे की कीमत (दोगुने से अधिक) की तुलना में मोटे पत्थरों की कीमत बहुत कम है। हीरे का मूल्य 4C प्रणाली के अनुसार होता है:

1. कैरेट (कैरेट वजन) - 1 कैरेट 0.2 ग्राम के बराबर होता है।
2. रंग (रंग) - शुद्ध सफेद हीरे लगभग कभी नहीं पाए जाते हैं, अधिकांश खनिजों की एक निश्चित छाया होती है। इसका मूल्य काफी हद तक हीरे के रंग पर निर्भर करता है, प्रकृति में पाए जाने वाले अधिकांश पत्थरों में पीले या भूरे रंग के रंग होते हैं, गुलाबी, नीले और हरे रंग के पत्थर कम पाए जा सकते हैं। संतृप्त रंगों के खनिज सबसे दुर्लभ, सुंदर और इसलिए महंगे हैं, उन्हें फंतासी कहा जाता है। सबसे दुर्लभ हरे, बैंगनी और काले हैं।
3. स्पष्टता (स्पष्टता) भी एक महत्वपूर्ण संकेतक है जो पत्थर में दोषों की उपस्थिति को निर्धारित करता है और इसके मूल्य को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
4. कट (कट) - हीरे का दिखना काफी हद तक कट पर निर्भर करता है। प्रकाश का अपवर्तन और परावर्तनएक प्रकार की "शानदार" चमक इस पत्थर को इतना मूल्यवान बनाती है, और प्रसंस्करण के दौरान गलत आकार या अनुपात का अनुपात इसे पूरी तरह से बर्बाद कर सकता है।

कृत्रिम हीरों का निर्माण

अब तकनीक आपको हीरे को "विकसित" करने की अनुमति देती है, जो प्राकृतिक से लगभग अप्रभेद्य है। संश्लेषित करने के कई तरीके हैं:

1. एचपीएचटी-हीरे का निर्माण प्राकृतिक परिस्थितियों के सबसे करीब की विधि है। 50,000 वायुमंडल के दबाव में 1400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ग्रेफाइट और बीज हीरे से खनिज बनाए जाते हैं। यह विधि आपको रत्न-गुणवत्ता वाले पत्थरों को संश्लेषित करने की अनुमति देती है।
2. सीवीडी-हीरे (फिल्म संश्लेषण) का निर्माण - एक बीज और मीथेन और हाइड्रोजन गैसों का उपयोग करके निर्वात परिस्थितियों में पत्थरों का निर्माण। यह विधि शुद्धतम खनिजों को संश्लेषित करना संभव बनाती है, हालांकि, वे आकार में बेहद छोटे होते हैं, इसलिए इनका उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
3. विस्फोटक संलयन एक ऐसी विधि है जो विस्फोटकों को विस्फोट करके और फिर उन्हें ठंडा करके छोटे हीरे के क्रिस्टल बनाती है।

असली से नकली में अंतर कैसे करें

हीरों की प्रामाणिकता का निर्धारण करने के तरीकों की बात करें तो हीरे की प्रामाणिकता और कच्चे हीरे के सत्यापन के बीच अंतर करना उचित है। एक अनुभवहीन व्यक्ति हीरे को क्वार्ट्ज, क्रिस्टल, अन्य पारदर्शी खनिजों और यहां तक कि कांच के साथ भ्रमित कर सकता है। हालांकि, हीरे के असाधारण भौतिक और रासायनिक गुण नकली को पहचानना आसान बनाते हैं।

बीसबसे पहले, यह कठोरता को याद रखने योग्य है। यह पत्थर किसी भी सतह को खरोंचने में सक्षम है, लेकिन केवल दूसरा हीरा ही इस पर निशान छोड़ सकता है। साथ ही, यदि आप इस पर सांस लेते हैं तो पसीना प्राकृतिक क्रिस्टल पर नहीं रहता है। गीले पत्थर पर एल्युमिनियम चलाने पर पेंसिल जैसा निशान बनेगा। आप इसे एक्स-रे से जांच सकते हैं: विकिरण के तहत एक प्राकृतिक पत्थर में एक समृद्ध हरा रंग होता है। या इसे पाठ में देखें: इसे एक प्राकृतिक हीरे के माध्यम से बनाना असंभव होगा। अलग से, यह ध्यान देने योग्य है कि प्रकाश के अपवर्तन के लिए पत्थर की स्वाभाविकता की जाँच की जा सकती है: मूल को प्रकाश स्रोत में लाने पर, आप केंद्र में केवल एक चमकदार बिंदु देख सकते हैं।