Не каждый знает, но алмаз и графит - две формы одного и того же вещества. Эти минералы полностью отличаются друг от друга по твердости и по характеристикам преломления и отражения света. Причем отличия весьма существенные. Алмаз - наиболее твердый в мире минерал, по шкале Мооса он представляет собой эталон - 10, тогда как твердость графита по этой шкале - всего 2. Таким образом, алмаз и графит одновременно самые похожие и непохожие вещества в мире.
Кристаллические решетки алмаза и графита
Каждое из них происходит из углерода, который, в свою очередь, является самым распространенным элементом биосферы. Он присутствует как в атмосфере, так и в воде, в биологических объектах. В земле он представлен в составе нефти, газа, торфа и так далее. Встречается и в качестве залежей графита и алмаза.
Больше всего углерода в организмах. Боле того, ни один из них не может без него обойтись. А происхождение этого минерала в остальных частях планеты как раз и объясняется нахождением когда-то там живых организмов.
Много споров сопровождает вопрос, откуда взялся графит и алмазы, ведь недостаточно, чтобы был один углерод, необходимо также, чтобы выполнялись определенные условия, при которых этот химический элемент принимал новую структуру. Считается, что происхождение графита метаморфическое, а алмазов - магматическое. Это означает, что образование алмазов на планете сопровождают сложные физические процессы, скорее всего, в глубинных слоях земли при горении и взрывах в присутствии кислорода. Ученые предполагают, что в этот процесс также замешан метан, но точно никто не знает.
Отличия между графитом и алмазом
Основное отличие - это строение алмаза и графита. Алмаз представляет собой минерал, форму углерода. Характеризуется метастабильностью, что означает, что он способен оставаться в неизменно вид бесконечно долго. Алмаз переходит в графит при некоторых специфических условиях, например, при высокой температуре в вакууме.
Графит также является модификацией углерода. Его структура делает минерал очень слоистым, поэтому самое распространенное его применение - изготовления грифеля для карандаша.
Явление, при котором вещества, образованные одним и тем же химическим элементом, имеют разные физические свойства, называется аллотропией. Существуют и другие подобные вещества, однако эти два минерала имеют наибольшую разницу между собой. Решающую роль в этом играют особенности строения кристаллической структуры каждого из минералов.
Алмаз имеет невероятно прочную связь между атомами, что обусловлено их плотным расположением. Смежные атомы ячейки имеют форму куба, где частицы расположены на углах, гранях и внутри их. Это тетраэдрический тип строения. Такая геометрия атомов обеспечивает максимально плотную их организацию. Поэтому твердость алмаза такая высокая.
Низкий атомный номер углерода, показывающий, что атом имеет небольшую атомную массу, а соответственно и радиус, делает его самым твердым веществом на планете. Вместе с тем это совершенно не означает прочность. Расколоть алмаз довольно легко, достаточно его ударить. Такое строение объясняет высокий коэффициент теплопроводности и светопреломления алмаза.
Структура графита совершенно иная. На атомарном уровне она представляет собой ряд пластов, расположенных в разных плоскостях. Каждый из этих пластов представляет собой шестиугольники, которые примыкают друг к другу подобно сотам. При этом сильной связью обладают только атомы, расположенные в пределах каждого слоя, а между слоями связь хрупкая, они практически независимы друг от друга.
След от карандаша - это как раз и есть отделяемые слои графита. Из-за особенности своего строения графит имеет невзрачный вид, поглощает свет, обладает электропроводностью и металлическим блеском.
Получение алмаза из графита
Долгое время получить алмаз было технологически сложно, но к сегодняшнему дню эта не такая и трудная задача. Основной проблемой является повторение процессов в лаборатории в короткий промежуток времени, которые в природе проходят за миллионы лет. Ученые доказали, что условиями перехода алмаза из графита являлась высокая температура и давление.
Впервые такие условия были получены с помощью взрыва. Взрыв является химическим процессом, который представляет собой горение при высокой температуре и скорости. После этого собрали остатки графита, и оказалось, что внутри его образовались маленькие алмазы. То есть превращение произошло только фрагментарно. Причиной этого является разброс параметров внутри самого взрыва. Там, где условия были достаточными для такого превращения, оно и произошло.
Натуральный необработанный алмаз
Такие параметры сделали взрывы малоперспективными для получения алмаза. Однако опыты не прекратились, на протяжении длительного времени ученые продолжали проводить их, чтобы каким-то образом получить этот минерал. Более-менее стабильный результат получился, когда графит попытались нагреть импульсно до температуры в две тысячи градусов. В этом случае удалось получить алмазы приличных размеров.
Однако такие опыты дали еще один неожиданный результат. После превращения графита в алмаз происходил обратный переход алмаза в графит при уменьшении давления, то есть происходила графитизация. Таким образом, получение стабильного результата только с помощью одного давления достичь не удавалось. Тогда вместе с увеличением давления начали нагревать графит. Спустя некоторое время, удалось вычислить диапазон давлений и температур, при которых кристаллы алмаза можно было бы получать. Однако эти методы все еще не позволяли получить минерал ювелирного качества.
Для того чтобы получить камни, пригодные для создания украшений, начали с помощью применения затравки. В качестве ее использовали готовый кристалл алмаза, который нагревали до температуры 1500 градусов, что стимулировало сначала быстрый, а потом медленный рост. Однако применение метода в промышленных масштабах было нерентабельным. Потом начали в качестве подкормки использовать метан, который при таких условия распадался на углерод и водород. Как раз этот углерод и выступал, если можно так сказать, кормом алмаза, позволяющим ему расти намного быстрее.
Таким образом, сегодня этот метод используется для создания . И хотя он и является рентабельным, стоимость таких целых искусственных минералов остается высокой, что делает их не сильно популярными по сравнению с заменителями бриллиантов.
Месторождения минералов
Алмазы зарождаются на глубине 100 км и при температуре 1300 градусов. Кимберлитовая магма, которая образует кимберлитовые трубки, вступает в действие в результате взрывов. Именно такие трубки и представляют собой коренные месторождения алмазов. Впервые подобная трубка была открыта в африканской провинции Кимберли, откуда и пошло ее название.
Наиболее известные месторождения находятся в Индии, России и Южной Африке. На коренные месторождения приходится 80 % всех добываемых алмазов.
Чтобы найти алмаз в природе, используют рентген. Большинство из камней, которые находят, непригодны для ювелирного производства, так как обладают значительным количеством дефектов, в том числе трещинами, включениями, посторонними оттенками флуоресценцией и так далее. Поэтому их применение техническое. Такие камни делят на три категории:
- борт - камни с зональной структурой;
- баллас - камни, которые обладают круглой или грушевидной формой;
- карбонадо - .
Алмазы большого размера с выдающимися характеристиками, как правило, получают свое название. Кроме того, высокая стоимость камня делает его желанным для многих, что гарантирует «кровавую историю».
Графит образуется в результате изменения осадочных пород. В Мексике и на Мадагаскаре можно встретить руду с графитом низкого качества. Наиболее известные месторождения - в Краснодаре и на Украине.
Применение
Применение как алмаза, так и графита намного шире, чем кажется. Для алмаза можно выделить несколько сфер использования.
В ювелирной используют только в огранке, как известно, они носят название бриллиантов. Всего 20 % всех добытых камней пригодны для украшений, а минералов высокого качества и куда меньше.
Бриллианты - самые дорогие в мире камни. По стоимости только некоторые экземпляры рубинов могут сравниться с ними. На стоимость минералов влияют огранка, цвет, оттенок и чистота. Обычно некоторые из этих характеристик невооруженным глазом являются незаметными, однако выявляются при экспертизе.
Использование бриллиантов в украшениях очень распространено. Часто они выступаю как единственный камень или дополняют высококачественные сапфиры, рубины, изумруды. Наиболее частое применение камней - кольца для помолвки.
В технической сфере обычно берут второсортное сырье, с дефектами или с различными оттенками. Технические алмазы разделяются на несколько подкатегорий.
- алмазы определенной формы, которая годится для изготовления подшипников, наконечников сверл и так далее;
- необработанные камни;
- камушки с дефектами, применяемые только для изготовления алмазной крошки и порошка.
Последние применяются либо в очень маленьких деталях, либо в качестве напыления для изготовления режущего и шлифовального инструмента.
В электронике применяются иглы, которые являют собой необработанные кристаллы, имеющие от природы острую вершину, или осколки с такой же вершиной. Буровые установки в промышленности также содержат алмазы. Прослойки из этого минерала используются в микросхемах, счетчиках и так далее, происходит это благодаря высокому коэффициенту теплопроводности и сопротивлению.
Около 60 % всех технических алмазов используется в инструментах. Остальные 40 % в равных количествах:
- при бурении скважин;
- переработке;
- в мелких деталях ювелирных изделий;
- в шлифовальных кругах.
В чистом виде графит не используется. Его, как правило, обрабатывают. Графит высочайшего качества применяется в виде стержня для карандаша. Наиболее широкое применение графит находит в литье. Здесь он применяется для обеспечения гладкой поверхности стали. Для этого он используется в необработанном виде.
В электроугольной промышленности используют не только природного происхождения минерал, но и созданный. Последний имеет высокую однородность по качеству и чистоте. Высокая проводимость тока делает его также широко используемым для изготовления электродов в приборах. Кроме того, он применяется в качестве щеток для двигателя. В металлургии графит используют как смазочный материал.
Графитовые стержни за свою способность замедлять нейтроны раньше широко использовались при создании атомных реакторов. В частности, именно боровые стержни с графитовыми наконечниками выступали в качестве стержней управления-защиты на Чернобыльской АЭС. Одна из проблем, которая после привела к аварии, была в том, что для гашения цепной реакции нужно было нейтроны поглощать, за что отвечал бор, а не замедлять. Поэтому в момент, когда стержни опустили в активную зону реактора, его энергия возросла скачком, что привело к перегреву. Но это была всего лишь одна из множества причин.
Таким образом, алмаз и графит - два разных минерала с одинаковым элементом в основе. Их структуры делают свойства разными, что и представляет интерес. Каждый из них по-своему красив и имеет очень широкое применение как в очень сложных конструкциях, так и в предметах повседневности.
Сопка — это небольшой холм, достигающий в высоту не более полторы тысячи метров. Подобные рельефные явления встречаются в Забайкалье, на Дальнем Востоке и Кольском полуострове. Благодаря этому краткому определению значение слова " сопка" полностью раскрыто. Остается лишь привести примеры.
Мишенная Сопка
В России существует несколько сопок, известных довольно широко. Высота большей части из них превышает 1,5 тысячи метров. В чем причина известности этих природных явлений? Вероятно, в живописной картине, которая открывается взору человека, находящегося на самой вершине одного из них.
Сопка — это что? Небольшое взгорье, подобных которому не встретить в центральной части России. Одно из них, например, находится в Петропавловске-Камчатском. Речь идет о Мишенной Сопке, называемой ещё сто лет назад Меженной. Ее высота составляет 380 метров. Большая часть Петропавловска-Камчатского находится на склонах этой сопке. Если подняться наверх, взору откроется живописный вид на Авачинскую бухту и вулканы Ариг, Ааг , Корякский, Авачинский.
Никольская Сопка
Этот холм тоже расположен в Петропавловске-Камчатском. Находится он совсем близко к историческому центру города. История этой сопки связана с событиями середины XIX века, а именно с Петропавловской обороной. В советскую эпоху здесь находился парк отдыха. Сегодня, на самой вершине, — телевизионная вышка. Памятник природы имеет и другое название, весьма романтичное. Его называют " сопкой любви" .
Ключевская Сопка
Это действующий стратовулкан , расположенный на камчатском полуострове. Возраст превышает семь тысяч лет. Высота регулярно меняется. Этот показатель варьируется в пределах ста метров. Максимальная высота — 4850 метров. Тем не менее называется эта возвышенность сопкой. Недалеко от вулкана находятся поселки Козырев и Ключи. В шестидесяти километрах — побережье. По вулканической активности эта сопка уступает лишь Карымской, расположенной в пределах Восточного хребта.
Корякская Сопка
Ещё один действующий вулкан находится в тридцати пяти километрах от Павловска-Камчатского . Согласно мнению исследователей, он начал формироваться около двух с половиной миллионов лет назад. Сперва образовалась базальтовая постройка, достигавшая два с половиной км в высоту. Затем — андезитовая . Глубина кратера составляет 24 метра. Последнее извержение состоялось не так давно — в 2009 году.
К подобному типу холмов относится и взгорье, обладающее довольно странным названием, — Холодильник. Самой высокой точкой Владивостока является Орлиное гнездо. Сопка известна также в связи с боями, которые здесь происходили в годы русско-турецкой войны.
На сопках Маньчжурии
В феврале 1904 года началась война между Россией и Японией, которая продолжалась около семи месяцев. Империи вели борьбу за контроль над Кореей и Маньчжурией. В результате одного из боёв погибло более трех тысяч русских солдат. Капельмейстер Илья Шатров в память о них написал вальс " На сопках Маньчжурии" . Существует три варианта текста, самый известный принадлежит Степану Петрову .
Вальс получил широкую известность не только в России, но и за ее пределами. В 1999 году в США была снята экранизация " Онегина" , создатели которой, не вдаваясь в подробности, в качестве музыкального сопровождения использовали вальс, посвящённый русско-японской войне.
Что такое сопка? И чем она отличается от обычной горы? В нашей статье мы попробуем ответить на этот непростой географический вопрос.
Сопки - что это такое?
Рельеф нашей планеты прекрасен в своем разнообразии. Каньоны, барханы, кары, овраги, лощины, фьорды, друмлины - вот далеко не полный перечень ее форм. Что такое сопка? И что общего она имеет с горой? Давайте разбираться.
Термин, вероятнее всего, происходит от старославянского «соп» - земляная насыпь (от этого же слова произошел русский глагол «сыпать»). Под сопкой подразумевается общее название невысоких гор и холмов, для которых характерны две ключевые особенности:
- Пологие, плавно очерченные склоны.
- Незначительная абсолютная высота (как правило, до 1000 метров).
Любопытно отметить, что в археологии у данного слова есть свое значение - это один из типов могильников.
Термин «сопка» наиболее распространен в следующих регионах:
- Забайкалье;
- Кольский полуостров;
- Курильские острова;
- Крым;
- Кавказ.
Сопка и гора: в чем отличия?
Итак, мы уже немного разобрались, что такое сопка. В географии, к слову, нет четкого и однозначного определения этого термина. Более того, во многих странах мира такого слова никто и не знает! Чем же отличается сопка от обычной горы? Обратимся к этимологии.
У этих слов древнеславянское происхождение. Горами издревле обозначали на наших землях положительные формы рельефа, проще говоря - возвышенности. Не лишним будет упомянуть, что даже в древнеиндийском языке существовало слово giris со схожим значением. А что такое сопка? Если верить словарю Владимира Даля, это слово происходит от старославянского «соп». Наши предки называли так всевозможные насыпи или валы.
А теперь вернемся к современной науке географии, где гора - это вполне конкретное геоморфологическое понятие, обозначающее положительную форму рельефа с четко выраженными склонами, вершиной и подножием. А вот сопка - понятие более размытое и неконкретное. Так, на Забайкалье это обычные невысокие холмики, на Камчатке - вулканы, а в Крыму и на Кавказе - вулканы грязевые (специфические природные образования, которые извергают из себя грязевые потоки).
Ключевская сопка
Что такое сопка, мы уже выяснили. Теперь предлагаем вам познакомиться с самыми знаменитыми сопками России.
Ключевская сопка - это действующий вулкан. Причем, самый активный во всей Евразии на сегодняшний день. Он расположен в центральной части Абсолютная высота Ключевской сопки составляет 4750 метров. Возраст вулкана - 7 000 лет.
Самое крупное из последних извержений Ключевской сопки началось осенью 2009 года и продолжалось вплоть до декабря 2010 года! В следующий раз вулкан проснулся в августе 2013 года. В кульминационную фазу извержения столб пепла, исходящий их жерла вулкана, достигал высоты в 12 км.
Авачинская сопка
Это еще один действующий вулкан Камчатки, расположенный всего в 20 км от Он, однако, менее активный. В последний раз вулкан просыпался в 1991 году.
Абсолютная высота Авачинской сопки - 2741 метр. Впервые этот вулкан подробно описал Степан Крашенинников еще в 30-х годах XVIII века. Сегодня Авачинская сопка - это один из самых посещаемых вулканов полуострова, ввиду территориальной его близости к крупному городу и На вершину вулкана проложена туристическая тропа. Летом взобраться на нее можно и без специального снаряжения.
Сопка Холодильник
В пределах города Владивостока насчитывается около 20 сопок различных размеров. Самая крупная и самая высокая из них - Холодильник (258 метров над уровнем моря). Свое необычное название она получила благодаря расположенным у подножия старым военным холодильным складам.
В наши дни на склонах сопки проводятся чемпионаты по даунхиллу и кросс-кантри. На вершине Холодильника также сохранились остатки форта Муравьева-Амурского, построенного в конце XIX века. Здесь же находится несколько заброшенных советских орудий.
Сопка
Искон. Суф. производное от съпъ
«холм, гора, насыпь». образованного (с перегласовкой ъ
/ы
) от
«сыпать». Буквально - «насыпанная».
Школьный этимологический словарь русского языка. Происхождение слов. - М.: Дрофа . Н. М. Шанский, Т. А. Боброва . 2004 .
Синонимы :Смотреть что такое "сопка" в других словарях:
СОПКА - СОПКА, сопки, жен. Гора, холм, курган (чаще о возвышенностях на Дальнем Востоке). «Виднелись на сопках две фанзы.» Пришвин. || На Дальнем Востоке вулкан, действующий или потухший. Ключевская сопка на Камчатке. Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова
СОПКА - СОПКА, см. сопеть. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
сопка - вулкан, холм, гора, курган Словарь русских синонимов. сопка сущ., кол во синонимов: 5 вулкан (118) голец … Словарь синонимов
СОПКА - СОПКА, общее название холмов и гор с округлой вершиной в Забайкалье и на Дальнем Востоке, а также вулканов на Камчатке и Курильских островах, грязевых вулканов в Крыму и на Кавказе … Современная энциклопедия
СОПКА - 1) общее название холмов и гор с округлой вершиной в Забайкалье и на Дальнем Востоке России, а также вулканов на Камчатке и Курильских о вах, грязевых вулканов в Крыму и на Кавказе.2) В археологии название высоких (св. 4 м) курганов,… … Большой Энциклопедический словарь
СОПКА - СОПКА, и, жен. Небольшая гора с округлой вершиной, холм, курган, а также (на Дальнем Востоке) вулкан. | прил. сопочный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
СОПКА - (сев.) отдельная гора или высокий холм. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
Сопка - русское народное название для уединенных более или менеекрутых гор с каменистой вершиной, распространяемое и на отдельныевозвышенности, выдающиеся в горном хребте или массиве. Особенноупотребительно на Урале и в Сибири, где горой по большей… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
СОПКА - термин широкого применения, им обозначают: 1) холмы и горы часто конической формы со сглаженной или скалистой вершиной в Забайкалье, Казахстане и на Дальнем Востоке; 2) вулканы на Камчатке и Курильских островах (Ключевская, Авачинская сопки); 3)… … Геологическая энциклопедия
сопка - Изолированный холм или гора с округлой вершиной в Казахстане, Забайкалье, на российском Дальнем Востоке … Словарь по географии
СОПКА - система обнаружения и предупреждения компьютерных атак комп … Словарь сокращений и аббревиатур
Книги
- Сопка светлых камней , Владимир Афиногенов. В книгу Владимира Афиногенова вошли повести и рассказы. "Птицы памяти" - повесть о советском офицере-полярнике, волею фронтовой судьбы попавшем к норвежским партизанам. Сюжет повести "В… Купить за 190 руб
- Сопка голубого сна , Игорь Неверли. Увлекательный роман польского писателя И. Неверли (1903-1987) повествует о судьбе польского революционера, сосланного в начале XX века на вечное поселение в…
