Ферсман А.Е.

Кристаллография алмаза

Выдержки из книги.

Это книга редкая, но печать книги можно заказать.

Публикуемые в данной книге работы академика Александра Евгеньевича Ферсмана по кристаллографии алмаза занимают видное место в мировой литературе, посвященной этому замечательному минералу.

Особенной известностью пользуется монография „Алмаз", по праву считающаяся классической. В основе всего этого сочинения лежит положение, согласно которому кристалл не является просто геометрическим телом.

Кристаллическое тело нельзя оторвать от той обстановки, в которой протекал его рост. Вещество и его концентрация, а также термодинамические условия образования налагают на поверхность и форму кристалла свой отпечаток.

Кристалл неизбежно несет на себе следы предыдущих моментов своего существования, и по его форме, по скульптуре его граней, мелочам и деталям его поверхности мы можем читать его прошлое.

Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1955 года (издательство "Издательство Академии наук СССР").

ПРОБЛЕМЫ АЛМАЗА

С вопросами кристаллизации и происхождения алмаза связаны проблемы исключительного интереса и важности. Во всей длинной истории исследования этой тетраэдрической разности кристаллического углерода алмаз вполне оправдывал свое название, которое было ему дано еще греками; это слово в переводе означает неукротимый, недоступный, и мы видим, что недоступность проходит красной нитью через всю историю этого минерального вида, так как он всегда и везде упорно не поддавался ни руке шлифовальщика, ни сильнейшим реактивам химика, ни пытливому уму ученого.

Когда в XIII в. индийские алмазы наводнили рынки Европы ювелиры упорно не могли справиться с огранкой этого красивого камня, пока только в конце XV в. голландец Ван-Беркем не дошел до мысли шлифовать камни друг о друга; при этом он самостоятельно повторил тот способ, которым давно уже пользовались в Индии и о котором знал еще Плиний, когда писал, что алмаз может быть обработан лишь другим алмазом.

Упорно не поддавалась выяснению и химическая природа этого загадочного тела. Хотя еще Ньютон в своей „Оптике" (1704) высказал предположение, что алмаз должен быть минералом горючим, тем не менее его состав оставался долгое время невыясненным и давал повод к предположению, что он состоит из особого элемента — 1егга ас!атапЫпа. Но эти догадки были разрушены только в самых последних годах XVIII в., когда Лавуазье в исключительной по простоте и гениальности работе указал на связь его с углеродом, а Краузе только 20 лет тому назад окончательно подтвердил это на основании точных химических данных.

Не поддавались исследованию и месторождения алмазов. В незапамятной древности, о которой нам повествуют священные индийские книги Веды, таинственными путями попадал этот драгоценный камень в города и рынки более культурных частей Индии. Только с начала XVIII в. открылись для человека богатейшие месторождения Бразилии, но и здесь среди бесплодных и скалистых областей провинции Диамантина он встречался в наносах песков и конгломератах, упорно скрывая свое первоначальное происхождение.

Случайная находка алмаза в Южной Африке впервые открыла человеку одно из наиболее важных его природных скоплений, и уже в 1872 г. в первых исследованиях алмазоносных воронок мы видим указание на то, что алмаз образуется в природе из расплавленных масс.

Упорно не поддавалась выяснению и сама картина происхождения алмаза. Упорно и долго держалась научная мысль за растительное происхождение его, и монография Гепперта, специально посвященная доказательству связи алмаза с растительными организмами, еще в 60-х годах была удостоена высших наград со стороны нидерландских ученых обществ. Только открытия южноафриканских воронок и метеоритов с алмазами заставили изменить это вкоренившееся в научный обиход мнение.

Не поддавался и не поддается алмаз искусственному получению его в лаборатории. Отдельные попытки Муассана, Гасслингера и Фридлэндера не решили этой проблемы, хотя и несколько приблизились к ней, получив микроскопические кристаллики минерала, весьма близко стоящего по свойствам к природному алмазу.

Трудно поддается алмаз разрушению или химическому изменению. Тщетны попытки найти для него растворитель при обыкновенных температурах, не известны нам реактивы, которые разлагали бы его при обычной обстановке. Только выше 800° мы можем сжечь его или же окислить, обрабатывая сплавом селитры. Химически он упорно не поддается разрушению, и благодаря этой устойчивости и огромной твердости алмаз недаром еще в древности сделался символом постоянства.

Наконец, не поддавался алмаз и кристаллографическому исследованию. В противоположность подавляющему большинству других природных кристаллов, алмаз по большей части ограничивается округлыми, искривленными поверхностями, исследование которых долгое время было недоступно обычным методам кристаллографических измерений.

В целом ряде вопросов, связанных со свойствами и происхождением алмаза, природа упорно хранила загадочность и недоступность, и только за последние годы несмелыми шагами раскрывает минералогия и физическая химия тайну его истории на земле.

А между тем все эти вопросы, связанные с алмазом, имеют не только огромное теоретическое, но и практическое значение.

В истории кристалла, как и каждого природного тела, мы можем различать явления роста и созидания и явления разрушения, гибели. В обыденной жизни при характеристике организованного мира мы привыкли отчетливо резко отличать эти явления, и, как глубокая антитеза, всегда встают перед нами и вокруг нас вопросы жизни и смерти. Но в области неорганизованной природы это различие является значительно более трудным и менее доступным нашему пониманию. Установление точного критерия для различия этих двух разнородных по существу и обратных по знаку процессов в кристалле является иногда настолько трудным, что требует серьезной и вдумчивой работы.

Когда кристалл находится в растворе, то на его поверхности происходит сложная работа: одни частицы кристаллического вещества откладываются на ней, другие обратно переходят в раствор. Среди этого постоянного круговорота результат кристаллизации зависит от относительного количества тех и других частиц. Если больше откладывается, то многогранник увеличивается, каждая его грань постепенно отодвигается от центра параллельно самой себе, кристалл растет. Но если большее количество частиц переходит в раствор обратно, то кристалл уменьшается в весе, его грани деформируются — он растворяется.

Когда кристалл растет, он обычно покрывается плоскими гранями, в общем случае ограниченными прямолинейными ребрами. Соотношение этих граней можно рассматривать с точки зрения геометрии, и в проекции сам кристалл нам представляется в виде сети точек, расположенных по определенным линиям — зонам кристалла.

Если мы на такую проекцию нанесем все те грани, которые когда-либо наблюдались в данном веществе, то мы получим общую картину его форм роста (например рис. 1 для кристаллов алмаза).

В этой картине сразу выступают наружу некоторые преобладающие направления, усеянные точками, и эти направления являются точно так же характерными для каждого данного химического соединения.