Kata 'berlian' berasal dari kata Yunani 'adamao, 'yang berarti' Saya menjinakkan 'atau' Saya menundukkan 'atau kata yang terkait'adamas, 'yang berarti' baja paling keras 'atau' zat paling keras '.
Semua orang tahu berlian keras dan indah, tetapi apakah Anda tahu berlian bisa menjadi bahan tertua yang mungkin Anda miliki? Sementara batu di mana berlian ditemukan mungkin berusia 50 hingga 1.600 juta tahun, berlian itu sendiri sekitar 3,3 milyar tahun. Perbedaan ini berasal dari fakta bahwa magma vulkanik yang memadat menjadi batuan, tempat intan ditemukan tidak membuat mereka, tetapi hanya mengangkut berlian dari mantel bumi ke permukaan. Berlian juga dapat terbentuk di bawah tekanan tinggi dan suhu di lokasi meteorit dampak. Berlian yang terbentuk selama tumbukan mungkin relatif 'muda', tetapi beberapa meteorit mengandung debu - puing dari kematian bintang - yang mungkin termasuk kristal berlian. Salah satu meteorit semacam itu diketahui mengandung berlian kecil berusia lebih dari 5 miliar tahun. Berlian ini lebih tua dari berlian kita tata surya.
Mulai dengan Karbon
Memahami kimia sebuah berlian membutuhkan pengetahuan dasar elemen karbon. Karbon netral atom memiliki enam proton dan enam neutron dalam nukleusnya, seimbang dengan enam elektron. Konfigurasi cangkang elektron karbon adalah 1s22s22p2. Karbon memiliki a valensi empat karena empat elektron dapat diterima untuk mengisi orbital 2p. Berlian terdiri dari unit atom karbon berulang yang bergabung dengan empat atom karbon lainnya melalui hubungan kimia terkuat, ikatan kovalen. Setiap atom karbon berada dalam jaringan tetrahedral yang kaku di mana ia berjarak sama dari atom karbon di sekitarnya. Unit struktural berlian terdiri dari delapan atom, yang disusun secara fundamental dalam sebuah kubus. Jaringan ini sangat stabil dan kaku, itulah sebabnya berlian sangat keras dan memiliki titik leleh yang tinggi.
Hampir semua karbon di Bumi berasal dari bintang-bintang. Mempelajari rasio isotop karbon dalam berlian memungkinkan untuk melacak sejarah karbon. Misalnya, di permukaan bumi, rasio isotop karbon-12 dan karbon-13 sedikit berbeda dari stardust. Juga, proses biologis tertentu secara aktif mengurutkan isotop karbon berdasarkan massa, sehingga rasio isotop karbon yang telah ada pada makhluk hidup berbeda dari bumi atau bintang-bintang. Oleh karena itu, diketahui bahwa karbon untuk sebagian besar berlian alami berasal dari mantel, tetapi karbon karbon untuk beberapa berlian adalah karbon daur ulang dari mikroorganisme, dibentuk menjadi berlian oleh kerak bumi melalui lempeng tektonik. Beberapa berlian kecil yang dihasilkan oleh meteorit berasal dari karbon yang tersedia di lokasi benturan; beberapa kristal berlian di dalam meteorit masih segar dari bintang-bintang.
Struktur kristal
Struktur kristal berlian adalah kubik berpusat pada wajah atau kisi FCC. Setiap atom karbon bergabung dengan empat atom karbon lainnya dalam tetrahedron biasa (prisma segitiga). Berdasarkan bentuk kubik dan susunan atomnya yang sangat simetris, kristal berlian dapat berkembang menjadi beberapa bentuk berbeda, yang dikenal sebagai 'kebiasaan kristal'. Kebiasaan kristal yang paling umum adalah octahedron delapan sisi atau bentuk berlian. Kristal berlian juga dapat membentuk kubus, dodecahedra, dan kombinasi bentuk-bentuk ini. Kecuali untuk dua kelas bentuk, struktur ini adalah manifestasi dari sistem kristal kubik. Satu pengecualian adalah bentuk datar yang disebut macle, yang sebenarnya merupakan kristal komposit, dan pengecualian lainnya adalah kelas kristal terukir, yang memiliki permukaan bulat dan mungkin memiliki bentuk memanjang. Kristal berlian sungguhan tidak memiliki wajah yang benar-benar halus tetapi mungkin telah mengangkat atau mengindentifikasi pertumbuhan segitiga yang disebut 'trigon'. Berlian memiliki belahan dada yang sempurna dalam empat arah yang berbeda, yang berarti berlian akan terpisah dengan rapi di sepanjang arah ini daripada pecah secara bergerigi. Garis pembelahan dihasilkan dari kristal berlian yang memiliki ikatan kimia lebih sedikit di sepanjang bidang wajah oktahedral daripada di arah lain. Pemotong berlian memanfaatkan garis belahan dada ke sisi batu permata.
Grafit hanya beberapa volt elektron yang lebih stabil daripada berlian, tetapi penghalang aktivasi untuk konversi membutuhkan energi yang hampir sama dengan menghancurkan seluruh kisi dan membangunnya kembali. Oleh karena itu, setelah berlian terbentuk, tidak akan kembali menjadi grafit karena penghalang terlalu tinggi. Berlian dikatakan metastabil karena mereka secara kinetik dan bukan secara termodinamika stabil. Di bawah tekanan tinggi dan kondisi suhu yang dibutuhkan untuk membentuk berlian, bentuknya sebenarnya lebih stabil daripada grafit, dan selama jutaan tahun, endapan karbon dapat secara perlahan mengkristal menjadi berlian.