Diamant ist ein Einzelelementkristall, der aus Kohlenstoff besteht. Es ist das härteste bekannte Mineral der Natur. Seine Hauptmerkmale lassen sich in Bezug auf Struktur und physikalisch-chemische Eigenschaften zusammenfassen:
1. Eigenschaften der Kristallstruktur
Die Kohlenstoffatome im Diamant bilden durch sp³-Hybridisierung eine tetraedrische dreidimensionale Netzwerkstruktur. Jedes Kohlenstoffatom bildet kovalente Bindungen mit vier umgebenden Kohlenstoffatomen, die zum isometrischen Kristallsystem (kubisches Kristallsystem) gehören. Natürliche Kristalle weisen häufig oktaedrische, dodekaedrische oder hexoktaedrische Morphologien auf, und die Kristallflächen weisen häufig abgerundete Schmelzeigenschaften auf.
2. Physikalische Kerneigenschaften
Härte: Mit einer Mohs-Härte von 10 ist es der härteste natürlich vorkommende Stoff. Seine Mikrohärte kann 7000–10000 kg/mm² erreichen, wobei die oktaedrische Kristallfläche die höchste Härte aufweist.
Optische Eigenschaften: Es hat einen hohen Brechungsindex von 2,417 und eine Dispersionsrate von 0,044 und besitzt einen einzigartigen Diamantglanz. Seine Kristallflächen können weißes Licht zerlegen und so eine Streuung (Feuereffekt) erzeugen. Reiner Diamant ist farblos und transparent; Spurenelemente können verschiedene Farben wie Gelb, Braun, Blau und Rot verleihen.
Andere physikalische Eigenschaften: Es hat eine Dichte von etwa 3,52 g/cm³, eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (ungefähr 2000 W/m·K bei Raumtemperatur, bis zu viermal so viel wie Kupfer), ist nicht-leitfähig und besitzt oleophile, hydrophobe und triboelektrische Eigenschaften.
Lumineszenz: Es zeigt eine blassblaue Phosphoreszenz, wenn es Sonnenlicht ausgesetzt wird, und fluoresziert typischerweise himmelblau unter Röntgenbestrahlung.
3. Chemische Eigenschaften
Es ist chemisch sehr stabil und reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Säuren oder Laugen. Es handelt sich um ein inertes Kohlenstoffelement, das nur geringe Mengen an Verunreinigungselementen wie Si, Mg, Al, N und B enthält. Die Art der Verunreinigungen beeinflusst die Art und Farbe des Diamanten.
