22.1. Diamant

Diamant ist neben dem Graphit und den Fullerenen eine der Modifikationen des Kohlenstoffs. Seine Formel lautet C.

Kristallstruktur von Diamant

Bild 1 : Kristallstruktur von Diamant
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Ansehen : Starten Sie die JSmol–Visualisierung durch Anklicken des Links unter Bild 1. Betrachten Sie den Kristall aus verschiedenen Richtungen.

22.1.1. Struktur

Koordination : Alle Kohlenstoffatome im Diamant sind tetraedrisch koordiniert. Das heißt, jedes Kohlenstoffatom befindet sich in der Mitte eines Tetraeders, und an den Ecken dieses Tetraeders sind weitere Kohlenstoffatome. Dadurch entsteht ein Netzwerk kurzer Bindungen, deren Richtungen sich im Raum gleichmäßig verteilen. Bild 1 zeigt einen Ausschnitt dieser Struktur.

Kohlenstoffatom mit tetraedrischer Umgebung

Bild 2 : Kristallstruktur von Diamant mit eingeblendetem Tetraeder.
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Ansehen : Starten Sie die JSmol–Visualisierung durch Anklicken des Links unter Bild 2. Blenden Sie in 3 Schritten einen Tetraeder erst ein und dann wieder aus. Sein Zentrum ist ein Kohlenstoffatom, seine Ecken bilden die 4 Kohlenstoffatome, die mit ihm durch Atombindungen verbunden sind. Die Bindungen, die vom Kohlenstoffatom im Zentrum zu denen an den Ecken zeigen, werden zur besseren Sichtbarkeit rot gefärbt. Bild 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt mit eingeblendeten Tetraeder.

22.1.2. Vorkommen und Gewinnung

natürlicher Diamant : Diamant findet sich in sehr geringen Mengen im Mineral Kimberlit, zum Beispiel in Südafrika, Brasilien und Sibirien. Kimberlit wird in Bergwerken abgebaut, daraus werden nach einem komplizierten Verfahren die Diamanten isoliert.

synthetischer Diamant : Daneben kann Diamant aus Graphit bei sehr hohem Druck (über 50.000 bar) und hohen Temperaturen (um 2000°) hergestellt werden. Man erhält kleine Diamanten (bis 1 mm Durchmesser), die Herstellung größerer Diamanten nach diesem Verfahren wäre zu teuer.

kleiner Schmuckdiamant

Bild 3 : Kleiner Schmuckdiamant.

22.1.3. Verwendung

Diamanten sind wegen ihrer Härte und der schillernden Lichtreflexionen, die durch die hohe Lichtbrechung hervorgerufen und durch einen speziellen Schliff verstärkt werden, als Schmucksteine begehrt. Wegen ihrer Seltenheit sind größere Diamanten sehr teuer.

Kleine (natürliche wie künstliche) Diamanten werden zum Schleifen und Bohren sehr harter Werkstoffe verwendet.

22.1.4. Umwandlungen

Diamant ist bei Normaldruck metastabil. Die Umwandlungsgeschwindigkeit ist bei Raumtemperatur aber so gering, dass natürliche Diamanten sich in Millionen von Jahren nicht verändern.

Bei Normaldruck und einer Temperatur von 1500° wandelt sich Diamant in Graphit um. Bei sehr hohem Druck (über 50.000 bar) und hohen Temperaturen (um 2000°) wandelt sich Graphit schnell in Diamant um.

22.1.5. Eigenschaften

Bei Normaldruck schmilzt und siedet Diamant nicht, sondern wandelt sich in Graphit um.

Pinselstrich
Steckbrief Diamant
Summenformel C
Umwandlungstemperatur (in Graphit) ca. 1500 °C
Dichte 3,513 g/cm3
Härte (nach Mohs)
xx Warum ist Diamant so hart ? 		10
spezifische elektrische Leitfähigkeit
xx bei 25 °C 		1 ⋅ 10–18 Ω–1 cm–1
Kristallstruktur Diamant–Strukturtyp
Aussehen farblose, kubische Kristalle
CAS–Nr. 7782–40–3
Pinselstrich

22.1.6. Mehr Informationen über Diamant

22.1.7. Verwandte Themen

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