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Lexikon der Chemie: Diamant

Diamant, kubische Modifikation des Kohlenstoffs, härtestes Mineral; Härte nach Mohs 10, D. 3,50 bis 3,52 g cm-3. Die Eigenschaften resultieren aus den starken kovalenten Bindungskräften zwischen den tetraedrisch koordinierten Kohlenstoffatomen mit C-C-Abständen von 154 pm. Das spröde Mineral läßt sich durch gute Spaltbarkeit der oktaedrischen Kristallflächen leicht pulverisieren. Reiner D. ist farblos und durchsichtig; durch Verunreinigungen, wie Calcium, Aluminium, Silicium, Titan, Chrom und Eisen, sind D. gelb, grün, blau, grau und schwarz gefärbt. Die dunklen Carbonados sind polykristalline D. mit Verunreinigungen bis zu 4 %, die teilweise aus Gas- und Flüssigkeitseinschlüssen bestehen. D. ist infolge der kovalenten Elektronenlokalisierung ein elektrischer Isolator und aufgrund der geringen C-C-Abstände ein relativ guter Wärmeleiter. D. ist chemisch relativ resistent; von oxidierenden Flüssigkeiten wird D. stark angegriffen, in reinem Sauerstoff verbrennt D. bei 720 °C, in Luft bei 800 °C zu Kohlendioxid CO2. Unter Inertbedingungen wandelt sich D. bei 1500 °C in exothermer Reaktion (ΔRH = -2,69 kJ/mol -1) in die stabilere Kohlenstoffmodifikation Graphit um. Die Masse des D. wird in Karat angegeben (1 Karat = 200 mg).

Die synthetische Gewinnung von D. aus Graphit erfordert Drücke von über 12500 MPa und Temperaturen um 3000 K. Außerdem werden zur Erhöhung der Umwandlungsgeschwindigkeit Übergangsmetallkatalysatoren, wie Chrom, Eisen und Platin, angewandt. Die so erzeugten Industriediamanten sind sehr klein (0,1 Karat) und werden, wie auch der in der Natur vorkommende D., zum Bohren, Schleifen und Schneiden harter Natur- und Werkstoffe, als Ziehsteine für die Herstellung sehr dünner Drähte sowie als Lager für Präzisionsinstrumente verwendet.



Diamanttyp. Abb.: (a) Elementarzelle des Diamantgitters; (b) Gitterausschnitt mit vertikal gestellter [111]-Richtung (= Richtung der Raumdiagonalen in (a).

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