Последний раунд

Опыты по сжиганию алмазов производил и русский ученый А. М. Карамышев. Вот как описывается это в старинной книге «Сочинение о драгоценных камнях», вышедшей в России в 1779 году:

«Г-н Обер-Бергмайстер Карамышев в лаборатории Его Превосходительства Карла Федоровича Круза, в присутствии некоторых любопытных мужей, в четверть часа сжег три алмаза нарочитой величины».

Можно только представить, какое впечатление на почтенную публику произвели результаты такого эксперимента. Опыты отдавали таинственностью - как-никак сгорал драгоценнейший из драгоценных камней…

Примерно в то же время такие же показательные, но, может быть, более театрализованные опыты проводил в Париже член королевской академии наук де ла Вуазье, которого обычно называют Лавуазье. Под его руководством инженер де Берньер сооружает прибор внушительных размеров: двояковыпуклая линза собрана из двух выпукловогнутых чечевиц диаметром 120 сантиметров. Тело линзы, пространство между чечевицами, заполнено спиртом. Все сооружение укреплено на раме. Рама опирается на подставку, которая прикреплена к массивной платформе. А для более точной фокусировки луча устанавливается еще одна, меньшая по размерам, линза.

Сохранились не только чертежи, но и подробнейшие протоколы, которые зафиксировали происходившее.

Собралась важная публика - покровители наук и искусства, высокопоставленные дамы. Все взволнованы, ждут чуда. И оно произошло.

Причудливое сооружение разворачивают к солнцу.

Служители двигают рычагами, регулируют винты. И в центре стола обозначился ослепительный кружок - пучок сфокусированных лучей.

И сюда начинают класть различные предметы. Помещают кусок песчаника, иными словами говоря, осколок обычного булыжника, каким вымощены парижские мостовые. Минут через шесть он накаляется, становится огненно-белым, не плавится и не разрушается.

Под луч кладут черный ружейный кремень. Кремень разлетается на куски. Потом на глазах почтенной публики плавят железные опилки. На подставку из песчаника кладут кусочек золота. Солнечные лучи превращают его в блестящую круглую каплю. Только благородная платина выдерживает такой сильный жар да еще кварц.

Но все эти опыты были лишь вступлением, своеобразным прологом к главному. И вот наступают долгожданные минуты. Служитель, по указанию Лавуазье, приносит сосуд, куда кладет кусочек фосфора. Он сгорает. Потом так же вспыхивает и сгорает обыкновенный древесный уголь.

Наступает очередь алмаза. На возвышении стола появляется колба, внутри ее в лучах солнца сверкает и переливается бриллиант. Зрители притихли. Лавуазье сам поднимается на помост и наводит сконцентрированный линзами солнечный луч на сосуд с отграненным кристаллом алмаза. Бриллиант вспыхивает ярким сиянием. И вдруг необычное сияние гаснет, окутываясь голубоватой дымкой. И исчезает на глазах публики. Исчезает и бриллиант. В колбе, кажется, ничего нет.

Всеобщее недоумение. Куда же он делся? Испарился?

А Лавуазье подходит к сосудам, тем самым, в которых сгорели фосфор, и древесный уголь, и алмаз. Вскрывает их, и зрители услышали тонкий свист воздуха, ворвавшегося в колбы. Такой же свист и в вскрытой колбе, где находился алмаз. Он, выходит, не исчез бесследно, а - сгорел! Точно так же, как только что сгорел фосфор и древесный уголь, поглотив часть находившегося в сосуде воздуха… Драгоценный из драгоценнейших, царь всех драгоценностей алмаз на глазах почтенной публики был низведен с царственных высот и опущен в скромное общество серы, фосфора и самого обычного древесного угля. Лавуазье наглядно доказал, что алмаз горит, как самое заурядное вещество. Иными словами, Лавуазье уравнял алмаз с древесным углем.

Конечно, в те времена ученый не мог определить то, что оставалось в колбе после сгорания алмаза, ибо в то время еще не умели отличать кислород от углекислого газа. Но это был один из крупных шагов к познанию тайны.

Через двадцать лет, а именно, в 1797 году, английский химик Смитсон Теннант повторил эти опыты, пытаясь дознаться: из чего же состоит алмаз? Для опыта он не пожалел бриллиант из своего перстня. Теннант тщательно взвесил кристалл, поместил его в золотую колбу, заполнил ее строго отмеренным количеством кислорода и наглухо запаял. И стал нагревать до накаливания. И алмаз исчез бесследно: Но Теннант не спешил. Он тщательно взвесил свою колбу - вес оставался неизменным. Но внутри вместо алмаза и кислорода оказался «связанный воздух», иными словами, углекислота. Ее количество оказалось равным весу исчезнувшего алмаза!

Следует заметить, что, еще задолго до Теннанта, подобное предположение высказал Исаак Ньютон. Еще в 1704 году в своей книге «Оптика» он писал о горючести алмаза. Великий ученый исследовал преломление лучей и составил таблицу, в которой указал величины отношений «преломляющей силы различных веществ к их плотности». Сопоставляя величины преломления масел и смол, Ньютон сделал смелый вывод, что алмаз - это «сгустившееся маслянистое вещество». Таким образом великий ученый угадал углеродную природу алмаза, хотя во времена Ньютона еще не существовало самого понятия и слова «углерод».

Прошли годы. И лишь в 1814 году англичанин Хемфри Дэви опытным путем подтвердил, что алмаз состоит из углерода. Как самые обыкновенные горючие вещества, уголь… И его химическая формула предельно проста - C. А в наше время ученые точно установили, что алмаз сгорает в струе чистого кислорода при 800 градусах. А если его нагревать без доступа воздуха до 2500 градусов, то алмаз превращается в графит.

Графит и алмаз в химическом отношении родные братья, ибо оба состоят из одного и того же вещества - углерода. Но физические свойства этих братьев весьма непохожи друг на друга. Здесь они - чужие.

Графит - черный, с металлическим отливом, весьма пластичный, жирный на ощупь материал, состоящий из крохотных шестиугольных чешуек. Он чрезвычайно легко и хорошо прилипает к металлам. Это его свойство используют и применяют для изготовления карандашей и смазок. Огромное количество графита используется на изготовление электродов, сопротивлений, щеток для электрических машин и для огнеупорных тиглей, ибо температура плавления графита достигает почти четырех тысяч градусов.

Алмаз, в отличие от графита, прозрачен, как вода, очень твердый и плотный. На нем ничто не может оставить царапины, а сам алмаз может резать, пилить, сверлить самые твердые вещества - металл, камень, стекло. Алмаз не проводит электрический ток и является совершеннейшим изолятором. Одним словом, физические свойства их настолько различны, что невольно отказываешься верить в родство графита и алмаза.

Естественно, напрашивается вопрос, в чем же причина такого резкого физического несходства при одновременном химическом родстве? Наука доказала, что различие между алмазом и графитом прячется внутри, в них самих. Оказалось, что атомы одного и того же углерода расположены совершенно по-разному в кристаллах графита и алмаза. Иная внутренняя структура - иные и физические свойства.

Но как проникнуть в тайну кристаллической структуры? В 1912 году немецкий физик Лауэ открыл явление интерференции рентгеновских лучей в кристаллах. Тем самым он установил волновую природу этих лучей и создал метод исследования кристаллов. Так появился в науке эффект Лауэ. Его суть состоит в том, что рентгеновские лучи, обладая большой жесткостью и малой длиной волны, проходя сквозь тела, вследствие интерференции, дают в некоторых направлениях максимальную интенсивность. По ее распределению можно судить о строении вещества. Открытие Лауэ имело огромное значение для исследователей.

Год спустя двое английских ученых, отец и сын Брэгги, используя эффект Лауэ, проникли с помощью рентгеновских лучей внутрь кристалла алмаза и, словно разведчики, добыли секретные данные о структуре этого драгоценного камня в виде рентгенограммы. Таким образом, благодаря лучам Рентгена удалось установить возможность определения подлинности алмаза. Ранее для этой цели химики использовали различные специальные тяжелые смеси - жидкость Туле, йодистый метилен и другие, которые помогали лишь определить удельный вес кристалла, но не давали свидетельства о его подлинности. Только с помощью рентгенограммы можно установить истинное лицо камня, подлинность алмаза.