Kim cương, được mệnh danh là “vị vua của đá quý”, sở hữu vẻ đẹp vượt thời gian và giá trị đầu tư dài hạn. Kim cương không chỉ được biết đến với tính chất vật lý hoàn hảo mà còn là biểu tượng của sự sang trọng và quyền lực. Trong bài viết sau đây hãy cùng tìm hiểu về kim cương để lý giải tại sao kim cương lại quý giá tới vậy!
Tìm hiểu về kim cương: Cấu trúc hóa học
Kim cương được tạo thành từ nguyên tử carbon (C) duy nhất, sắp xếp chặt chẽ trong một cấu trúc lập phương. Kim cương có mật độ nguyên tử Carbon cao, tỷ trọng của kim cương là 3.52 với độ cứng cực kỳ tuyệt đối (độ cứng theo thang đo Mohs = 10).
Tìm hiểu kiến thức về kim cương: Cấu trúc tinh thể kim cương
Kim cương được hình thành từ carbon có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật và carbonate. Khi bị vùi lấp và trải qua quá trình địa chất, carbon biến thành than bùn, than đá, than chì, và dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, các nguyên tử carbon kết hợp với nhau, tạo thành kim cương trong hệ tinh thể lập phương.
Cấu trúc tinh thể lập phương của kim cương tạo ra môi trường đẳng hướng, với vận tốc ánh sáng truyền trong tinh thể cố định theo mọi phương, có chiết suất RI = 2.417. Tuy nhiên, một số khu vực trong tinh thể có hiện tượng lưỡng chiết suất, khiến ánh sáng bị tắt ở một số nơi, tạo nên hiện tượng dị hướng. Kim cương có khối lượng riêng là 3.50 g/cm³.
Tìm hiểu về kim cương: Cấu trúc tinh thể
Hình dạng kim cương thô
Kim cương thô trong tự nhiên thường có hình dạng bát diện đều với tám mặt lồi hình tam giác, hoặc dạng khối lập phương, tam bát diện với 24 mặt tam giác, lục bát diện với 48 mặt tam giác, hay 12 mặt thoi. Kim cương thô có thể cát khai tốt theo hệ mặt {111} của bát diện đều.
Tìm hiểu về kim cương: Tính chất vật lý
Tìm hiểu về kim cương: Độ cứng
Kim cương là vật liệu cứng nhất được biết đến trong tự nhiên với độ cứng 10/10 theo thang độ cứng Mohs. Điều này khiến kim cương trở thành vật liệu lý tưởng để cắt, đánh bóng và gia công các bề mặt cứng khác, được cứng dụng trong công nghiệp khoan, cắt và mài. Những viên kim cương được hình thành một lần có độ cứng cao hơn những viên được hình thành qua nhiều giai đoạn.
Tìm hiểu về kim cương: Độ cứng
Tìm hiểu về kim cương: Độ giòn
Mặc dù kim cương có độ cứng cực cao, nhưng độ giòn của chúng chỉ ở mức trung bình. Cấu trúc tinh thể của kim cương không chống chịu tốt với lực tác động mạnh, do đó chúng có thể bị vỡ trong quá trình sử dụng. Đặc biệt khi có lực tác động vào góc, cạnh của viên kim cương.
Tìm hiểu về kim cương: Màu sắc
Kim cương có thể không có màu hoặc đa dạng màu sắc khác nhau như vàng, xanh lá cây, xanh dương, cam, đỏ, tía, hồng, nâu và đen. Màu sắc của kim cương thường được tạo ra từ các tạp chất, trong đó nitơ là nguyên nhân chính tạo ra các cấp độ màu khác nhau của kim cương.
Tìm hiểu về kim cương: Màu sắc
Tìm hiểu về kim cương: Độ bền nhiệt
Ở áp suất khí quyển, kim cương không ổn định và có thể phân hủy giống như than chì. Kim cương cháy ở nhiệt độ khoảng 800°C trong điều kiện có đủ ôxy. Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, kim cương có thể tồn tại lâu dài mà không bị biến thành than chì.
Tính chất quang học
Kim cương có khả năng tán sắc rất tốt, giúp biến ánh sáng trắng thành những tia sáng màu sắc rực rỡ. Chiết suất của kim cương là 2.417, cao hơn 1.5 lần so với thủy tinh thông thường. Đặc điểm này tạo ra hiệu ứng lấp lánh đặc trưng, gọi là “adamantine,” khiến kim cương trở thành một món trang sức vô cùng lấp lánh.
Tìm hiểu về kim cương: Tính chất quang học
Tính dẫn điện
Ngoại trừ kim cương xanh dương, tất cả các loại kim cương đều là chất cách điện tốt. Kim cương xanh dương chứa tạp chất dẫn điện, trong khi các kim cương khác không tồn tại tạp chất này.
Tính dẫn nhiệt
Với cấu trúc tinh thể chặt chẽ, kim cương có khả năng dẫn nhiệt rất tốt, gần như hoàn hảo.
Lịch sử hình thành
Kim cương được hình thành cách đây khoảng 3.3 tỷ năm dưới nhiệt độ và áp suất cao trong lòng đất và đại dương, ở độ sâu khoảng 150 km với áp suất 4.9 tỷ kg và nhiệt độ 1,200°C. Quá trình này cũng xảy ra ở những vùng sâu trong đại dương, nơi nhiệt độ và áp suất cao hơn. Khi áp suất và nhiệt độ giảm, kim cương lớn dần theo thời gian.
Carbon trong kim cương có nguồn gốc từ cả hữu cơ (cây cối đã chết) và vô cơ (lớp trung gian của trái đất), với tỷ lệ đồng vị 13C:12C khác biệt. Kim cương có thể đã hình thành từ 1 đến 3.5 tỷ năm trước và cũng có thể xuất hiện trong thiên thạch khi chúng rơi xuống đất, tạo điều kiện nhiệt độ và áp suất cao để kim cương hình thành.
Tìm hiểu về kim cương: Lịch sử hình thành
Định giá kim cương theo tiêu chuẩn nào?
Giá trị của kim cương được xác định theo tiêu chuẩn 4C của Hiệp hội Ngọc học Anh (GIA), bao gồm: màu sắc (color), độ tinh khiết (clarity), kỹ thuật cắt (cut) và trọng lượng (carat). Ngoài ra, còn có tiêu chuẩn 6C, thêm vào “cost” (giá cả) và “certification” (giấy chứng nhận).
Kim cương có ở đâu?
Khoảng 49% kim cương được khai thác ở Trung Phi và Nam Phi, cùng với các khu vực khác như Canada, Ấn Độ, Nga, Brasil và Úc. Chúng thường được tìm thấy ở miệng núi lửa đã ngừng hoạt động, nơi áp suất và nhiệt độ cao biến đổi cấu trúc tinh thể.
Kết luận:
Trên đây là tất tần tật thông tin về kim cương cho những ai đang tò mò, muốn khám phá, tìm hiểu về kim cương. Những thông tin về đặc điểm lý hoá, quá trình hình thành đã phần nào lý giải tại sao kim cương lại đắt đỏ tới vậy.
