Công thức hoá học của kim cương là gì? Giải đáp chi tiết

Kim cương là loại đá quý được hình thành sâu trong lòng đất. Nhiều người không biết rằng công thức hoá học của kim cương là gì? Hãy cùng Jemima Diamond tìm hiểu về những đặc tính hóa học của loại đá quý này nhé. 

Sơ lược sự hình thành của kim cương

Kim cương là kết quả của sự kết tinh carbon trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao. Thông thường, kim cương sẽ được tìm thấy chủ yếu ở những khu vực có núi lửa phun trào. Chúng sẽ lẫn chung trong dòng nham thạch và trồi lên mặt đất khi núi lửa phun trào.

Tuy nhiên, kim cương vẫn tồn tại ở mọi nơi sâu trong lớp vỏ trái đất, có nơi hình thành độ sâu khoảng 150km, áp suất khoảng 5 gigapascal và nhiệt độ từ 12000 độ C. 

Đối với các khu vực đại dương, quá trình hình thành kim cương sẽ sâu hơn so với bình thường vì chúng yêu cầu nhiệt độ và áp suất lớn hơn. Ngoài ra, loại đá quý này còn có thể được hình thành trong những môi trường có áp suất và nhiệt độ cao khác.

Kim cương là kết quả của sự kết tinh carbon trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao

Công thức hóa học của kim cương

Công thức hóa học của kim cương là Carbon. Ký hiệu hóa học của kim cương là “C“. Tuy nhiên, kim cương không chỉ được hình thành bởi một nguyên tố Carbon. Mỗi nguyên tử cacbon trong đá quý kim cương sẽ được liên kết với bốn nguyên tử cacbon khác theo cấu trúc lập phương tâm diện (FCC).

Với cấu trúc này, kim cương được hình thành sẽ có độ cứng nhất định và độ bền vượt trội. Nhờ đó, kim cương đã trở thành vật liệu tự nhiên cứng nhất.

Công thức hóa học của kim cương là Carbon

Bên cạnh đó, kim cương có thể chứa một lượng nhỏ các nguyên tố khác như lưu huỳnh (S), Nito (N),… Những nguyên tố này sẽ góp phần ảnh hưởng đến màu sắc, tính chất của kim cương.

Kim cương có độ cứng 10 theo thang Mohs và có khả năng phản xạ ánh sáng cao. Từ đó giúp cho vật liệu có độ lấp lánh đặc trưng, thu hút ánh nhìn. Kim cương có độ trong suốt tuyệt đối và nhiều màu sắc khác nhau. 

Cấu trúc tinh thể kim cương

Kim cương có cấu trúc tinh thể hình lập phương tâm diện (FCC). Chúng được hình thành từ các nguyên tử cacbon liên kết chặt chẽ với nhau. Theo cấu trúc này, các nguyên tử carbon tại mỗi đỉnh của hình lập phương sẽ liên kết với 4 nguyên tử carbon khác. Từ đó, hình thành mạng lưới ba chiều vững chắc. 

Với cấu trúc tinh thể này, kim cương đạt được độ cứng cực kỳ cao và hạn chế tối đa tình trạng bị xước hoặc hư hại. Đồng thời, nó cũng giúp cho kim cương sở hữu khả năng phản xạ ánh sáng tốt. 

Kim cương có cấu trúc tinh thể hình lập phương tâm diện

Tính chất của kim cương

Kim cương sở hữu 4 tính chất sau: tính chất vật lý, tính quang học, tính dẫn điện và tính dẫn nhiệt:

Tính chất vật lý

Kim cương là loại đá quý tượng trưng cho sự bền vững, mang vẻ đẹp vượt thời gian. Kim cương sở hữu tính chất vật lý đặc biệt tạo nên sự độc lạ và hấp dẫn. Đầu tiên, tính chất vật lý vượt trội nhất của kim cương chính là độ cứng. Đây là vật liệu tự nhiên sở hữu độ cứng tốt nhất, đạt mức 10 trên thang Mohs.

Kim cương có độ cứng đạt mức 10 trên thang Mohs

Ngoài ra, chúng còn có các tính chất vật lý khác như:

• Với cấu trúc tinh thể FCC, kim cương chỉ đạt sở hữu độ giòn ở ngưỡng trung bình. Không có khả năng chống chịu tốt và dễ bị phá vỡ trong quá trình sử dụng. 
• Kim cương có độ chiết suất ánh sáng rất cao và tạo ra độ lấp lánh đặc trưng. Điều này tạo sự độc đáo và làm tăng giá trị của vật liệu. 
• Về độ trong suốt và màu sắc kim cương sẽ phụ thuộc vào những tạp chất có trong chúng.

Tính quang học

Về quang học, kim cương có khả năng phản chiếu ánh sáng tốt với mức chiết khấu khoảng 2417. Mức chiết khấu cao giúp kim cương chuyển đổi nhanh các bước sóng ánh sáng. Đồng thời, chúng cũng giúp biến những tia sáng trắng thành các tia sáng màu khác. 

Kim cương có khả năng phản chiếu ánh sáng tốt với mức chiết khấu khoảng 2417

Ánh sáng đặc trưng tác động lên viên kim cương được miêu tả là Adamantine, tạo nên sự hấp dẫn và lấp lánh cho kim cương. 

Tính dẫn điện

Hầu như, các loại kim cương đều sở hữu tính cách điện tốt. Riêng đối với kim cương xanh, tính cách điện không được đánh giá cao. Bởi những viên kim cương xanh chứa nhiều loại nguyên tố có tính dẫn điện tốt. 

Kim cương có tính chất cách điện tốt

Tuy nhiên, ở một số khu vực khác như Úc, những viên kim cương xanh không có tính dẫn điện. Theo các nhà nghiên cứu, các viên kim cương xanh ở Úc không chứa các nguyên tố dẫn điện như những viên kim cương xanh khác.

Tính dẫn nhiệt

Kim cương có cấu trúc tinh thể FCC được liên kết chặt chẽ với nhau nên khả năng dẫn điện của chúng gần như là hoàn hảo. So với vật liệu “Đồng”, đá quý kim cương có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn. 

Hy vọng với những thông tin bổ ích mà Jemmia chia sẻ trên có thể giúp bạn hiểu rõ về công thức hóa học của kim cương. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết. Nếu có thắc mắc gì về kim cương, hãy bình luận bên dưới để Jemmia giải đáp cho bạn nhé.