El diamante de color más famoso, el diamante Hope .

En mineralogía, el diamante

es un mineral alótropo del carbono en el que los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada. El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. El diamante tiene renombre específicamente como un material con características físicas superlativas, muchas de las cuales derivan del fuerte enlace covalente entre sus átomos. En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales conocidos por el ser humano. Estas propiedades determinan que la principal aplicación industrial del diamante sea en herramientas de corte y de pulido, además de otras aplicaciones. Un diamante de calidad superior es denominado un naife.2

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;El diamante

es uno de los minerales con más valor del mundo por sus características físicas y ópticas. Debido a su estructura cristalina extremadamente rígida, puede ser contaminado por pocos tipos de impurezas, como el boro y el nitrógeno. Combinado con su gran transparencia (correspondiente a una amplia banda prohibida de 5,5 eV), esto resulta en la apariencia clara e incolora de la mayoría de diamantes naturales. Algunas pequeñas cantidades de defectos o impurezas (aproximadamente una parte por millón) inducen un color de diamante azul (boro), amarillo (nitrógeno), marrón (defectos cristalinos), verde, violeta, rosado, negro, naranja o rojo. El diamante también tiene una dispersión refractiva relativamente alta, esto es, la propiedad de dispersar luz de diferentes colores, lo que resulta en su lustre característico. Sus excelentes propiedades ópticas y mecánicas, combinadas con una mercadotecnia eficiente, hacen que el diamante sea la gema más popular.
La mayor parte de los diamantes naturales se forman en las condiciones de presión y temperatura extremas existentes a profundidades de 140 km a 190 km en el manto terrestre. Los minerales que contienen carbono proveen la fuente de carbono, y el crecimiento tiene lugar en períodos de 1 a 3,3 mil millones de años, lo que corresponde, aproximadamente, a entre el 75 % y el 25 % de la edad de la Tierra. Los diamantes son trasladados cerca de la superficie de la Tierra a través de erupciones volcánicas profundas por el magma, que se enfría en rocas ígneas conocidas como kimberlitas y lamproitas. Los diamantes también pueden ser producidos sintéticamente en un proceso de alta presión y alta temperatura que simula aproximadamente las condiciones en el manto de la Tierra. Una alternativa, y técnica completamente diferente, es la deposición química de vapor. Algunos materiales distintos al diamante, como la zirconia cúbica y carburo de silicio son denominados frecuentemente simulantes de diamantes, por semejarse al diamante en apariencia y muchas propiedades. Se han desarrollado técnicas gemológicas especiales para distinguir los naturales de los diamantes sintéticos y los simulantes de diamantes

Historia

[editar] El nombre diamantes deriva del griego antiguo ἀδάμας (adámas), «propio», «inalterable», «irrompible, indomable», de ἀ- (a-), «sin» + δαμάω (damáō), «yo gobierno, yo domo».3 Sin embargo, se piensa que los diamantes fueron reconocidos y minados por primera vez en la India, donde podrían haberse encontrado depósitos aluviales significativos hace muchos siglos a lo largo de los ríos Penner, Krishna y Godavari. Se considera probado que los diamantes eran conocidos en la India desde hace al menos 3000 años y se conjetura que se conocieran hace ya 6000 años.4

Los diamantes han sido atesorados como gemas

desde su uso como iconos religiosos en la antigua India. Su uso en herramientas de grabado también se remonta a la historia humana más temprana.56 La popularidad de los diamantes ha ido creciendo desde el siglo XIX debido a su creciente suministro, mejores técnicas de corte y pulido, crecimiento en la economía mundial, y campañas de publicidad innovadoras y exitosas.7
En 1813 Humphry Davy usó una lente para concentrar los rayos del sol en un diamante en una atmósfera de oxígeno y demostró que el único producto de la combustión era dióxido de carbono, demostrando que el diamante estaba compuesto de carbono. Posteriormente demostró que, en una atmósfera desprovista de oxígeno, el diamante se convierte en grafito.8

El uso más familiar de los diamantes

hoy en día es como gemas usadas para adorno, un uso que se remonta a la antigüedad. La dispersión de la luz blanca en los colores espectrales es la característica gemológica primaria de las gemas diamantes. En el siglo XX expertos en el campo de la gemología han desarrollado métodos para clasificar a los diamantes y otras gemas, basándose en las características más importantes de su valor como gema. Las cuatro características, conocidas informalmente como las cuatro C, desarrolladas por GIA, son usadas ahora de un modo común como descriptores básicos de los diamantes: estos son carat, cut, colour y clarity9 (peso, talla, color y pureza). El Cullinan, o Estrella del Sur, es el mayor diamante hallado en toda la historia del que se tenga conocimiento. Su valor era incalculable, hasta tal punto que debió ser troceado en varios fragmentos. Hay muchos diamantes en el mundo, pero muy pocos que puedan compararse al Cullinan,la pantera rosadel mundo real. Extraído de una mina que sir Thomas Cullinan poseía a 40 kilómetros de Pretoria, Sudáfrica, pesaba en bruto 3.106 quilates (621 gramos) y fue entregado como regalo de cumpleaños al rey británico Eduardo VII.

Propiedades materiales

[editar] Artículo principal: Propiedades físicas del diamante El diamante y el grafito son dos alótropos del carbono: formas puras del mismo elemento, pero que difieren en estructura. Un diamante es un cristal transparente de átomos de carbono enlazados tetraedralmente (sp3) que cristaliza en la red de diamante, que es una variación de la estructura cúbica centrada en la cara. Los diamantes se han adaptado para muchos usos, debido a las excepcionales características físicas. Las más notables son su dureza extrema y su conductividad térmica (900–2.320 W/(m·K)),10 así como la amplia banda prohibida y alta dispersión óptica.11 Sobre los 1.700 °C (1.973 K / 3.583 °F) en el vacío o en atmósfera libre de oxígeno, el diamante se convierte en grafito; en aire la transformación empieza aproximadamente a 700 °C.12 Los diamantes existentes en la naturaleza tienen una densidad que va desde 3,15–3,53 g/cm³, con diamantes muy puros generalmente extremadamente cerca a 3,52 g/cm³.13 Véase también: Defectos cristalográficos en el diamante

Dureza

[editar] La dureza extrema del diamante en ciertas orientaciones lo hace útil en la ciencia de los materiales, como en este diamante piramidal incrustado en la superficie de trabajo de un probador de dureza Vickers. El diamante es el material natural más duro conocido hasta el momento (aunque en 2009 se iniciaron unos estudios que parecen demostrar que la lonsdaleíta es un 58% más dura) en el que la dureza está definida como la resistencia a la rayadura.14 El diamante tiene una dureza de 10 (la máxima) en la escala de Mohs de dureza de minerales.15 Los diamantes naturales más duros en el mundo son los de los campos de Copeton y Bingara, ubicados en el área de New England en Nueva Gales del Sur, Australia. Fueron llamados can-ni-faire ("no puede hacerse nada con ellos", una combinación del inglés "can" = poder, italiano "ni" = no y el francés "faire" = hacer16) por los cortadores en Amberes cuando empezaron a llegar en cantidades desde Australia en la década de 1870. Estos diamantes son generalmente pequeños, octaedros perfectos a semiperfectos, y se usan para pulir otros diamantes. Su dureza está asociada con la forma de crecimiento del cristal, que es en una sola etapa. La mayor parte de los otros diamantes muestran más evidencias de múltiples etapas de crecimiento, lo que produce inclusiones, fallas y planos de defectos en la red cristalina, todo lo cual afecta a su dureza.17
Es posible tratar diamantes regulares bajo una combinación de presión y temperatura altas para producir diamantes que son más duros que los diamantes usados en dispositivos de dureza.18 La dureza de los diamantes contribuye a su aptitud como gema. Debido a que solo pueden ser rayados por otros diamantes, mantienen su pulido extremadamente bien. A diferencia de otras gemas se adaptan bien al uso diario debido a su resistencia al rayado; tal vez esto contribuye a su popularidad como la gema preferida en anillos de compromiso y anillos de matrimonio, que suelen ser usados todos los días durante décadas.

El uso industrial de los diamantes

ha sido asociado históricamente con su dureza; esta propiedad hace al diamante el material ideal para herramientas de cortado y pulido. Como material natural más duro conocido, el diamante puede ser usado para pulir, cortar, o erosionar cualquier material, incluyendo otros diamantes. Las adaptaciones industriales comunes de esta habilidad incluyen brocas y sierras, y el uso de polvo de diamante como abrasivo. Los diamantes de grado industrial menos caros, conocidos como bort, con muchas fallas y color más pobre que las gemas, son usados para tales propósitos.19
El diamante no es apto para maquinarias de aleaciones ferrosas a altas velocidades, puesto que el carbono es soluble en hierro a las altas temperaturas creadas por la maquinaria de alta velocidad, conduciendo a un desgaste incrementado en las herramientas de diamante cuando se las compara con alternativas.20
Estas sustancias pueden rayar al diamante: • Algunos diamantes son más duros que otros. • Los agregados nanocristalinos de diamantes producidos por tratamiento de presión alta y temperatura alta del grafito o fullerenos (C60).21 • Nitruro de boro cúbico (Borazón) • Una forma hexagonal del diamante denominada lonsdaleíta, que se ha predicho teóricamente ser 58% más fuerte que el diamante.22 • •

Color

• [editar] • Artículo principal: Color en los diamantes • Diamantes coloreados de marrón en el Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsoniano. El diamante de color más famoso, el

Diamante Hope

• El diamante tiene una amplia banda prohibida de 5,5 eV (o 225 nm) que abarca todo el espectro visible, lo que significa que el diamante puro debería transmitir la luz visible y aparecer como un cristal transparente e incoloro. El origen de los colores en el diamante está en los defectos de red y las impurezas. La mayoría de impurezas en los diamantes consisten en el reemplazo de un átomo de carbono en la red cristalina. La impureza más común, el nitrógeno, ocasiona una coloración amarilla ligera a intensa, dependiendo del tipo y concentración de nitrógeno presente.15 El Gemological Institute of America (GIA) clasifica la baja saturación amarilla y marrón como diamantes en el rango normal de color, y aplica una escala de graduación desde 'D' (incoloro) hasta 'Z' (ligeramente amarillo).28
El nitrógeno es, con diferencia, la impureza más común encontrada en las gemas diamantes y es responsable del amarillo y el marrón en los diamantes (véase también: centro nitrógeno-vacante). El boro es responsable del color azul grisáceo.29

Los diamantes de color diferente

, como el azul, son llamados diamantes de "colores fantasía", y caen bajo una escala de graduación diferente.13
• Los metales de transición Ni y Co, que se usan comúnmente para el crecimiento de diamante sintético por las técnicas de presión alta y temperatura alta, han sido detectados en los diamantes como átomos individuales, sin embargo la concentración máxima es 0,01% para el Ni,30 e incluso mucho menor para el Co. Obsérvese, sin embargo, que puede introducirse virtualmente cualquier elemento en el diamante por implantación de iones.11 • El color en los diamantes tiene dos fuentes adicionales: irradiación (usualmente por partículas alfa) que ocasiona el color en los diamantes verdes y deformaciones físicas del cristal de diamante conocidas como deformaciones plásticas. La deformación plástica es la causa del color en ciertos diamantes marrones31 y tal vez en algunos rosados y rojos.32 En orden de rareza, los diamantes incoloros, con diferencia los más comunes, son seguidos por los amarillos y marrones, luego por los azules, verdes, negros, blancos translúcidos, rosados, violetas, naranjas, morados, y los más raros, los rojos.15 Se llaman diamantes «negros» a diamantes que no son verdaderamente negros, pero que contienen numerosas inclusiones oscuras que le dan a la gema una apariencia oscura.
• El diamante negro más conocido y con mayor valor es el «Diamante de Orlov Negro»,33 aunque es más valioso por su historia que por el hecho de ser de color negro. (No confundir con el Diamante de Oslov). • En el 2008, el Diamante Wittelsbach, un diamante azul de 35,56 quilates (7,11 g) que se cree que pudo haber pertenecido a los Reyes de España, alcanzó la suma de más de US$24 millones en una subasta de Christie's.34 En el 2009, un diamante azul de 7,03 quilates (1,41g) alcanzó el más alto precio por quilate jamás pagado para un diamante, cuando fue vendido en subasta por 10,5 millones de francos suizos (6,97 millones de Euros o US$9,5 millones en aquel tiempo) lo que excedía notablemente los US$1,3 millones por quilate. .

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