Os diamantes são tão duros devido à sua estrutura cristalina. Cada átomo de carbono dentro de um diamante está ligado a outros quatro átomos de carbono de forma muito rígida, o que confere ao diamante sua resistência excepcional.
Os diamantes são compostos apenas de átomos de carbono ligados uns aos outros de uma maneira muito particular. Cada átomo é cercado por quatro outros átomos em uma forma tetraédrica, um pouco como uma pirâmide de base triangular. Essa organização muito regular, espalhada por toda a sua estrutura, forma uma rede cristalina ultra sólida, difícil de quebrar ou deformar. É precisamente essa organização atômica densa e hiperordenada que explica grande parte da solidez e da dureza dos diamantes.
Em um diamante, cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos vizinhos por ligações covalentes super fortes. Essas ligações são como se cada átomo decidisse compartilhar elétrons com seus amigos ao lado, unindo assim todos de forma hiper estável e resistente. Uma rede tridimensional regular se forma então com essas conexões ultra fortes, tornando o conjunto quase impossível de quebrar. Esse tipo particular de ligação explica em grande parte por que os diamantes são tão duros e robustos contra arranhões ou choques.
A dureza excepcional do diamante vem principalmente de sua estrutura atômica. Imagine uma espécie de rede ultra apertada, onde cada átomo de carbono forma ligações muito sólidas com quatro outros átomos vizinhos: é essa rede densa que torna o diamante tão resistente. Essas ligações, chamadas covalentes, são hiper sólidas e requerem uma energia enorme para serem quebradas. Resultado: praticamente nenhum mineral natural consegue arranhar ou deixar uma marca em um diamante. Na escala de testes de dureza mineral, chamada escala de Mohs, o diamante atinge a valor máximo de 10, muito à frente dos outros materiais comuns. Mas atenção, não confunda dureza com resistência a choques: um diamante pode certamente arranhar tudo o que encontra ou quase, mas pode se quebrar sob um golpe violento devido à sua estrutura cristalina.
Os diamantes se formam essencialmente em um ambiente extremo: alta pressão (até cerca de 150 quilômetros abaixo da superfície terrestre) e temperaturas extremas (mais de 1000 graus Celsius). Essas condições extremas fazem com que os átomos de carbono se apertem uns contra os outros de forma hiper sólida, criando ligações muito fortes entre eles. Quanto maior a pressão e a temperatura, mais os átomos se organizam de forma eficiente: resultado, uma estrutura ultra rígida e resistente. É justamente essa formação em condições extremas que explica por que os diamantes naturais são significativamente mais duros do que a maioria dos minerais encontrados na superfície.
O diamante é o campeão incontestável em termos de dureza, muito à frente de outros minerais conhecidos. Tomemos como exemplo o quartzo, presente em toda parte na areia: ele risca facilmente o vidro, mas não resiste a um diamante. O mesmo acontece com o coríndon, mineral que é a origem dos safiras e rubis: muito sólido, mas sempre um passo atrás do diamante. Na verdade, na escala de Mohs (que mede a dureza classificando os minerais de 1 a 10), apenas o diamante atinge a nota máxima de 10. Sua estrutura atômica particular e suas ligações covalentes muito fortes explicam essa diferença notável em relação aos outros minerais.
A palavra 'diamante' vem da palavra grega 'adamas', que significa 'invencível' ou 'indestrutível', uma referência à impressionante resistência deste mineral.
Embora os diamantes sejam compostos apenas por átomos de carbono, eles possuem uma estrutura muito diferente da do grafite (a ponta do seu lápis), explicando por que o grafite é quebradiço enquanto o diamante é extremamente duro.
Malgré leur dureté exceptionnelle, les diamants peuvent être brisés par des impacts violents car leur structure atomique parfaite les rend aussi relativement fragiles face aux chocs forts et soudains. Apesar de sua dureza excepcional, os diamantes podem ser quebrados por impactos violentos, pois sua estrutura atômica perfeita os torna também relativamente frágeis diante de choques fortes e repentinos.
O diamante é tão duro que é utilizado industrialmente para cortar, polir ou perfurar outros materiais muito difíceis, como vidro, cerâmica ou até mesmo a própria pedra.
A dureza do diamante é geralmente medida usando a escala de Mohs, que classifica os minerais de acordo com sua capacidade de se arranhar mutuamente. O diamante obtém o valor máximo de 10 nessa escala. Em laboratório, outras técnicas mais precisas, como os testes Vickers ou Knoop, também podem ser utilizadas.
O diamante é o mineral natural mais duro conhecido até hoje. No entanto, certos materiais sintéticos, como o agregado nanocristalino de diamantes ou algumas cerâmicas especiais produzidas em laboratório, apresentam uma dureza equivalente ou até superior à do diamante natural.
Os diamantes sintéticos, apesar de terem uma composição química e propriedades praticamente idênticas aos diamantes naturais, são geralmente mais baratos, pois o processo de fabricação em laboratório é menos custoso e mais rápido, ao mesmo tempo que evita as limitações relacionadas à extração mineral.
Sim, apesar de sua dureza excepcional, o diamante pode ser quebrado ou lascado sob um choque violento em uma certa direção cristalográfica chamada plano de clivagem. Ele também pode ser riscado apenas por outro diamante.
A grande diferença de dureza entre o grafite e o diamante vem da maneira como seus átomos de carbono estão dispostos. No diamante, os átomos estão organizados em uma rede tridimensional compacta com fortes ligações covalentes, o que torna seu cristal muito duro. Em contrapartida, no grafite, os átomos de carbono estão dispostos em camadas sobrepostas, ligadas entre si por interações fracas, tornando assim sua estrutura muito menos resistente.
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