casa |  | Saúde e Doença >  | Saúde Pública e Segurança | Saúde Pública

Química do Diamante: Preparação Artificial, Estrutura Cristalina, Propriedades Físicas/Químicas e Usos

O que é Diamante?

Forma alotrópica cristalina mais pura de carbono. Na natureza, ocorre como seixos arredondados na África do Sul, Rússia, Austrália, Brasil. Grandes depósitos em Congo e África do Sul. Cristais octaédricos naturais. Maior diamante conhecido (~1,3 lb): Cullinan Diamond, mina de Kimberley (África do Sul), 1905.

Preparação Artificial

Diamantes artificiais preparados aquecendo carvão de açúcar puro e ferro em cadinho de grafite a ~3.000 °C em forno elétrico. Nessa temperatura, carbono dissolve-se no ferro. Resfriamento rápido mergulhando em banho de chumbo fundido e tratamento com ácido clorídrico concentrado produz cristais de diamante artificial.

Estrutura Cristalina

Análise por raios-X mostra cristal composto por unidades tetraédricas. Cada tetraedro tem átomo de carbono no centro, ligado a outros quatro carbonos nos vértices. Carbonos de cada tetraedro ligam-se por fortes ligações covalentes C-C aos carbonos dos tetraedros vizinhos. Como consiste em muitas unidades tetraédricas, é uma macromolécula (molécula gigante).

Propriedades Físicas

• Cristaliza no sistema cúbico. Boas variedades: transparentes, incolores ou coloridas.
• Devido à natureza molecular gigante: substância muito dura e ao mesmo tempo muito frágil. Substância natural mais dura conhecida.
• Usado para cortadores de vidro e brocas de rocha.
• Ponto de fusão muito alto (muita energia para quebrar ligações C-C). Densidade relativa muito alta.

Propriedades Químicas

• Não afetado por quase todos reagentes químicos; insolúvel em todos solventes.
• Queima no ar formando CO₂ a 900 °C.
• Com flúor a 700 °C, forma tetrafluoreto de carbono (CF₄).
• Oxidação lenta por mistura quente de dicromato de potássio e sulfeto de hidrogênio concentrado a 200 °C → CO₂.
• Atuado lentamente por carbonato de sódio fundido.
• Estável em vácuo até 1.500 °C; a 1.800-2.000 °C converte-se em grafite.

Usos

Diamantes incolores: joias preciosas (refletem/refratam luz). Também usados para trefilação de fios finos.