Le diamant est un cristal à élément unique- composé de carbone. C’est le minéral connu le plus dur dans la nature. Ses principales caractéristiques peuvent être résumées en termes de structure et de propriétés physico-chimiques :
1. Caractéristiques de la structure cristalline
Les atomes de carbone du diamant forment une structure de réseau tridimensionnel tétraédrique-grâce à l'hybridation sp³. Chaque atome de carbone forme des liaisons covalentes avec quatre atomes de carbone environnants, appartenant au système cristallin isométrique (système cristallin cubique). Les cristaux naturels présentent souvent des morphologies octaédriques, dodécaédriques ou hexoctaédriques, et les faces cristallines présentent souvent des caractéristiques de fusion arrondies.
2. Propriétés physiques de base
Dureté : Avec une dureté Mohs de 10, c'est la substance naturelle la plus dure. Sa microdureté peut atteindre 7 000-10 000 kg/mm², la face cristalline octaédrique présentant la dureté la plus élevée.
Propriétés optiques : Il a un indice de réfraction élevé de 2,417 et un taux de dispersion de 0,044, possédant un éclat adamantin unique. Ses faces cristallines peuvent décomposer la lumière blanche, créant ainsi une dispersion (effet de feu). Le diamant pur est incolore et transparent ; les oligo-éléments peuvent donner différentes couleurs telles que le jaune, le marron, le bleu et le rouge.
Autres propriétés physiques : Il a une densité d'environ 3,52 g/cm³, une excellente conductivité thermique (environ 2 000 W/m·K à température ambiante, jusqu'à quatre fois celle du cuivre), est non-conducteur et possède des propriétés oléophiles, hydrophobes et triboélectriques.
Luminescence : il présente une phosphorescence bleu pâle lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil et émet généralement une fluorescence bleu ciel sous une irradiation aux rayons X-.
3. Propriétés chimiques
Il est chimiquement très stable et ne réagit pas avec les acides ou les alcalis à température ambiante. Il s'agit d'un élément carboné inerte, contenant seulement de petites quantités d'éléments d'impuretés tels que Si, Mg, Al, N et B. Les types d'impuretés affectent le type et la couleur du diamant.
