Diamant je kubická kryštalická forma uhlíka (ďalšími formami uhlíka sú grafit (tuha), lonsdaleit tzv. hexagonálny diamant a synteticky pripravené fullerény). Diamanty sú známe svojimi výnimočnými fyzikálnymi vlastnosťami, najmä tvrdosťou a vysokou disperziou svetla. Vďaka týmto a ďalším vlastnostiam je diamant veľmi žiadaný v klenotníctve a na priemyselné využitie.
Slovo diamant je odvodené z gréckeho slova αδάμας, adamas, nepremožiteľný.
Charakteristika Fyzikálne vlastnosti
thumb|91px|Štruktúra diamantového kryštálu.
Diamant je priehľadný kryštál čistého uhlíka. Výnimočné fyzikálne vlastnosti diamantu umožňujú jeho použitie na rôzne účely. Najdôležitejšie z týchto vlastností sú mimoriadna tvrdosť a vysoká disperzia svetla. Tieto dve vlastnosti sú základom väčšiny moderných použití diamantu.
Mechanické vlastnosti
Kryštálová štruktúra: Diamanty kryštalizujú v kubickej kryštalickej mriežke a obsahujú atómové väzby v tvare štvorstenu. Minerál lonsdaleit sa niekedy označuje ako hexagonálny diamant. V skutočnosti nemá s pravým diamantom okrem toho, že je to alotropická modifikácia uhlíku, nič spoločné. V klenotníctve sa lonsdaleit nepoužíva. Usporiadanie atómov do štvorstenu je príčinou mnohých vlastností diamantu. Je to spôsobené tým, že každý atóm uhlíka ma štyri susedné atómy. Teda práve toľko koľko má elektrónov schopných vytvárať väzby. Plne nasýtené kovalentné väzby sú teda príčinou vlastnosti diamantu. Tuha (grafit) má na rozdiel od diamantu atómy uhlíka usporiadané do hexagonálnej mriežky, čo spôsobuje veľký rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach. Grafit je veľmi mäkký, tmavosivý nepriehľadný minerál.
Tvrdosť: Diamant je najtvrdší prírodný materiál. Má najvyššiu tvrdosť 10 v Mohsovej stupnici tvrdosti. V rôznych testoch dosahuje absolútnu tvrdosť v rozmedzí 167 až 231 gigapascalov. Tvrdosť diamantu bola známa od antických čias, odkiaľ pochádza jeho meno. Široké priemyselné využitie diamantu je založené na jeho výnimočnej tvrdosti. Diamant možno použiť na leštenie a rezanie ľubovoľného materiálu, vrátane iných diamantov. Tvrdosť diamantu tiež prispieva k tomu, že je obľúbený ako drahokam. Pretože je ho možné poškrabať iba iným diamantom, dlho si zachováva lesklý povrch aj pri dennom nosení. Preto sa v mnohých krajinách často používa na zásnubných a svadobných obrúčkach, ktoré sa nosia každý deň.
Krehkosť: Aj keď je diamant veľmi tvrdý, teda odolný voči poškrabaniu, má priemernú krehkosť. Krehkosť popisuje, ako ľahko sa materiál rozbije silným nárazom. Krehkosť diamantu, rovnako ako iných materiálov, závisí aj od makroskopickej geometrie. Diamanty niektorých tvarov sa preto ľahšie rozštiepia ako iné.
Farba: Diamanty sa vyskytujú v rôznych priehľadných farebných odtieňoch: bezfarebné, biele, sivé, modré, žlté, oranžové, červené, zelené, ružové, hnedé, prípadne čierne. Zafarbenie diamantov je spôsobené prímesami alebo poruchami v štruktúre. Väčšina prímesí nahrádza atómy uhlíka v kryštalickej mriežke. Najčastejšia prímes je dusík spôsobujúci žlté alebo hnedasté zafarbenie diamantu.
Termodynamická stabilita: Pri bežnom atmosférickom tlaku sú diamanty menej stabilné ako grafit, takže ich rozklad na grafit je termodynamicky výhodný (δH = −2 kJ / mol). Vďaka veľkej energetickej bariére sú diamanty metastabilné, teda za normálnych okolností by ich rozklad na grafit trval veľmi dlhý čas (možno dlhšie ako vek vesmíru). Diamanty horia pri teplotách nad 800 °C pri dostatočnom prístupe kyslíka. Horenie diamantov bolo preukázané koncom 18. storočia, ale zmienky sa datujú už od čias starého Ríma.
Elektromagnetické vlastnosti
Optické vlastnosti: Diamanty majú vysokú disperziu svetla, čiže dobre rozdeľujú svetlo na jednotlivé farby. Tento jav dodáva správne zrezaným diamantom ich atraktívny trblietavý vzhľad. Niektoré diamanty pod ultrafialovým svetlom vyžarujú fluorescenciu rôznych farieb, pri röntgenovom žiarení väčšina diamantov vyžaruje modrobiele, žltkasté alebo zelenkasté svetlo. Niektoré diamanty nemajú žiadnu fluorescenciu.
Elektrická vodivosť: Väčšina prírodných modro-zafarbených diamantov sú polovodiče a ostatné diamanty sú elektrické izolanty. Modré diamanty sú polovodiče vďaka prímesi bóru, ktorá spôsobuje dierovú vodivosť (typu P). Modré diamanty, ktoré neobsahujú bór, nie sú polovodiče. Príkladom je modré zafarbenie spôsobené nadbytkom atómov vodíka, ktoré sa vyskytuje v diamantoch nedávno nájdených v diamantovej bani Argyle v Austrálii.
Gemologické vlastnosti Využitie diamantu ako dekoratívneho šperku je najznámejšie a aj prvé využitie siahajúce až do staroveku. Rozptyl svetla je ďalšou základnou charakteristikou diamantu a je vysoko cenený nielen dnes, ale aj v minulosti. Špecialisti na drahokamy okolo roku 1900 vyvinuli metódu charakterizovania diamantov a iných drahokamov zakladajúcu sa na určení vlastností najdôležitejších pre ich cenu ako vzácnych kameňov. Štyri vlastnosti známe ako 'štyri C', sú bežne používané na základný opis diamantov: sú to karáty (carat), čírosť (clarity), farba (color) a výbrus (cut).
Väčšina drahokamov je predaných vo veľkoobchodných množstvách a cena je určovaná podľa 'štyroch céčiek'; napríklad diamant stanovený ako 1,5 karátový, čírosť VS2, F farba a výborne vybrúsený je vysoko cenený. Detailnejšie informácie z každej charakteristiky sú použité na vypočítanie ceny pre jednotlivé kamene.
Ostatné vlastnosti (okrem 'štyroch C') ktoré majú vplyv na cenu a vzhľad: Sú to vlastnosti zahrňujúce fyzikálne vlastnosti ako obsah fluorescenčných prvkov, ako aj históriu diamantu a miesto jeho nálezu. Čistota tiež veľkou mierou ovplyvňuje krásu diamantu.
Existujú štyri hlavné asociácie, ktoré 'schvaľujú' diamanty t. j. určujú 'štyri céčka' diamantu. Zatiaľ čo karáty sa merajú a uhly vrypu sú matematicky definované, čírosť a farba sú posudzované trénovaným ľudským okom, môžu teda nastať mierne odchýlky v ich interpretácii. Gemological Institute of America (GIA) bolo prvé laboratórium na vydávanie moderných správ o diamantoch a má najlepšiu reputáciu medzi ostatnými inštitútmi pre jeho dôsledné triedenie. American Gemological Society (AGS) nie je tak uznávaný, ani tak starý ako GIA, ale zvyšuje svoju reputáciu na porovnateľnú úroveň. International Gemological Laboratory (IGL) je všeobecne uznávané laboratórium, ale trpí kvôli zlej reputácii v priemysle pre ich praktiky v triedení, ktoré sú kritikmi považované za menej dôsledné ako u GIA a AGS. European Gemological Laboratory (EGI) má podobnú reputáciu ako IGL.
Karát Karát je jednotka váhy pre diamanty. Jeden karát je presne 200 miligramov. Point je jedna stotina karátu (2 mg) a zvyčajne sa používa pre diamanty vážiace menej ako jeden karát. Cena diamantu exponenciálne rastie so zvyšujúcimi sa karátmi, keďže väčšie diamanty sú veľmi zriedkavé a viacej žiadané.
KarátyCena za karát (US$)Celková cena (US$)0.5 karátu (50 point)3,0001,5001.0 karát6,5006,500 1.5 karátu8,50012,7502.0 karáty13,00026,0003.0 karáty17,00051,0005.0 karátov23,000115,000
Cena za karát nerastie úplne úmerne s väčšou veľkosťou. Namiesto toho bývajú veľké skoky v cene pri niektorých míľnikoch vo váhe (napr. 1 karát), lebo cena za diamant vážiaci napr. 1,05 karátu je oveľa vyššia ako cena toho, ktorý váži 0,95 karátu.
Vo veľkoobchodnom predaji sú karáty používané pre veľké množstvá diamantov na predaj. Napr. kupec objedná 100 karátov 0,5 karátových, D–F, VS2-SI1, diamant s výborným vrypom a chce kúpiť 200 diamantov (100 karátov dokopy) približne rovnakých vlastností. Práve preto sú pri predaji vo veľkom diamanty častejšie merané v karátoch ako v počte kusov.
Úplná karátová váha je fráza používaná pre opis absolútnej váhy diamantu ale aj iného drahokamu v klenotníctve, keď ide o viac ako jeden kameň. V náušniciach s jediným diamantom je úplná karátová váha používaná pre hmotnosť diamantov v oboch náušniciach naraz a nie každého zvlášť. Je taktiež používaná pre náhrdelníky, náramky a podobné šperky.
Čírosť
Čírosť je stupeň vnútorných chýb diamantu. Tieto chyby môžu byť napr. cudzí materiál, iný kryštál diamantu, alebo štruktúrne nepresnosti ako malé praskliny. Počet, veľkosť, farba, umiestnenie a viditeľnosť chýb môžu ovplyvniť relatívnu čírosť diamantu. Gemological Institute of America a iné inštitúcie vyvinuli systém na triedenie diamantov podľa čírosti, ktorý zväčša spočíva na pozorovaní diamantu trénovaným profesionálom pri 10-násobnom zväčšení.
Číre diamanty sú veľmi vzácne. Iba 20 % všetkých vyťažených diamantov je dostatočne čistých, aby mohli byť použité v šperkoch; ostatných 80 % je použitých na priemyselné potreby. Z použiteľných 20 % obsahuje veľká časť okom viditeľné nečistoty pri bližšom preskúmaní, ale niektoré chyby diamantov môžu byť skryté pod kusom samotného šperku.
Väčšina z nečistôt nemá veľký účinok na štrukturálnu integritu, ale veľké 'obláčiky' môžu ovplyvniť schopnosť diamantu prenášať a rozkladať svetlo. Veľké praskliny môžu redukovať jeho odolnosť.
Škála čírosti diamantov siaha od bezchybných až ku kazovým.
Farba
thumbnail|right Chemicky čistý a štruktúrne perfektný diamant je dokonale priesvitný bez akejkoľvek farby alebo odtieňa. Ale v prírode nie je takmer žiadny diamant perfektný. Farba diamantu môže byť ovplyvnená chemickými nečistotami alebo štrukturálnymi chybami v kryštálovej mriežke. V závislosti od odtieňa zafarbenia diamantu môže farba jeho cenu aj zvyšovať, aj znižovať. Žltá farba cenu znižuje, ale ružové alebo modré zafarbenie môže cenu diamantu dramaticky zvyšovať.
Väčšina diamantov použitých ako šperky sú priesvitné len so slabým odtieňom, alebo sú to biele diamanty. Najčastejšie sú znečistené dusíkom, ktorý nahrádza malé množstvá uhlíka v štruktúre diamantu a spôsobuje žltkastý až hnedý odtieň. Tento efekt sa prejavuje u takmer všetkých bielych diamantov a iba u tých najvzácnejších je nezistiteľný. GIA vyvinula systém hodnotenia zafarbenia diamantov. Jeho škála je od "D" do "Z" (D značí "bezfarebný" a Z značí jasne žlté zafarbenie). Tento systém sa ujal a je všeobecne uznávaný. Používa sa pri ňom kontrolná sada prírodných diamantov známeho zafarbenia alebo precízne vypracované zirkóny. Osvetlenie pri týchto testoch je tiež normalizované a prísne kontrolované. Diamanty so silnejším zafarbením sú vzácnejšie a taktiež drahšie ako tie so slabším zafarbením. Ale diamanty so zafarbením "Z" sú taktiež vzácne a jasne žltá farba je tiež vysoko cenená. Diamanty so zafarbením D-F sú považované za "bezfarebné", G-J sú "takmer bezfarebné", K-M sú "mierne zafarbené". N-Y sa väčšinou zdajú ako bledo žlté alebo hnedé.
Na rozdiel od žltého alebo hnedého zafarbenia sú diamanty iných farieb oveľa vzácnejšie a drahšie. Už aj bledo ružové alebo modré zafarbenie môže vysoko zvýšiť ich cenu, intenzívnejšie zafarbenie býva obvykle žiadané a diamanty majú pri týchto zafarbeniach najvyššie ceny. Rozmanitosť nečistôt a štrukturálnych nedokonalostí má za následok rôzne zafarbenia vrátane žltej, ružovej, modrej, červenej, zelenej, hnedej ale občas aj iných zafarbení. Diamanty s nezvyčajným alebo veľmi silným zafarbením bývajú označované ako "módne" (fancy). Intenzívna žltá býva najčastejšie označovaná ako módna a býva odlišovaná od ostatných bielych diamantov. Špecialisti na drahokamy vyhotovili stupnicu pre tieto módne zafarbené diamanty, ale nie je často používaná hlavne pre veľmi zriedkavý výskyt takto zafarbených diamantov.
Výbrus náhľad|vpravo|Niekoľko najväčších diamantov sveta. 1. Veľký Mogul;2. Regent;3. Florentský diamant;4. Južná hviezda;5. ?Hviezda Afriky;6. Sancy;7. Zelený diamant;8. Koh-i-noor (verzia z pred 1852);9. Modrá nádej;10. Koh-i-noor (dnešná podoba)