【第6回】『ダイヤモンド』と『グラファイト』

「ダイヤモンド」とは

主な特徴

• 炭素（C）のみから成り立っている。
• モース硬度は最高の10
• 屈折率（くっせつりつ）が非常に高い
  
  

ダイヤモンドの形成過程

このような条件下では、物質はエネルギーをできるだけ低くして、より安定な状態を求める傾向があります。


なので、炭素原子はできるだけ互いに近づき、最もコンパクトにまとまろうとします。


このコンパクトな構造が、ダイヤモンドの結晶構造です。

ここで重要なのが、

『急激に上昇する』ということです。


マグマの上昇がゆっくりであれば、ダイヤモンドはグラファイトに変わってしまう可能性があります。

ダイヤモンドとグラファイトはどちらも炭素の結晶ですが、異なる結晶構造（結晶系）を持ちます。


ゆえに、見た目も硬さも全く違います。


ダイヤモンドは三次元的な四面体構造で結合していますが、

グラファイトは二次元の平面上で六角形のリング構造を形成しています。

そして、これらが層状に重なって結合しています。


各層は非常に弱い結合であるため、層と層との間は滑りやすい特性があります。

話を戻すと、

ダイヤモンドがグラファイト化してしまう原因は、炭素原子の安定性にあります。

キンバーライトがゆっくりと上昇すると、ダイヤモンドが低温・低圧の環境にさらされる時間が長くなります。


この結果、ダイヤモンドはより安定なグラファイトに変わってしまう可能性が高まります。

結晶化について

石英の結晶化に代表されるように、

ケイ酸塩鉱物は通常、溶けた液体がゆっくり冷え固まって結晶化します。


したがって、鉱物全体で見ても冷却による結晶がほとんどになります。



しかし、ダイヤモンドの形成に見られるように高温・高圧の条件下で結晶化する鉱物もあります。

また、『凝華（ぎょうか）による結晶化』というものもあります。

大気中の水蒸気が ”雪の結晶” に変わる過程は、この凝華による結晶化です。

そして、水が凝固してできる『氷』もまた、

「自然界で形成され、無機の固体であり、特定の化学組成と結晶構造を持っている」ため、

定義上、鉱物に分類されます。