Hur vet man om en kristall är diamant eller kvarts?

Skillnaderna mellan kvarts och diamantkristaller börjar med deras kemiska sammansättningar. Deras molekylära skillnader leder till de egenskaper som gör att du kan skilja dem åt. Oavsett om det är i naturlig kristallform eller skuren i ädelstenar, kan kvarts och diamanter differentieras med icke-förstörande tekniker såsom kristallform, densitet, specifik vikt eller brytningsindex, eller destruktiva metoder som hårdhetsprov eller klyvning mönster.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Naturliga kristaller av kvarts och diamant bildar mycket olika kristallformer. Kvarts bildar sexsidiga, långsträckta kristaller som normalt bara har en avslutande ände. Diamanter bildar åttasidiga kristaller med ungefär lika längder och bredder. Skillnader i densitet, brytningsindex, hårdhet och klyvning skiljer också kvarts från diamant, även om hårdhet och klyvningstester kräver att kristallen skadas eller förstörs.

I naturen har kvarts och diamant mycket olika kristallstrukturer. Kvarts kiseldioxidmolekyler inriktas för att bilda sexsidiga sexkantiga kristaller, vanligtvis längre än de är breda. Kvartskristaller växer så att endast den ena änden slutar i en sexkantig pyramid. Ett undantag är de så kallade Herkimer-diamanterna som slutar i båda ändar. Å andra sidan ordnar de kolatomer som bildar diamanter vanligtvis sig i isometriska kristaller. Dessa åtta-sidiga kristaller kan visas som två pyramider angränsade bas till bas. Diamantkristaller, vare sig de är enkla eller tvillade, mäter ungefär samma i alla riktningar.

Densitet och specifik vikt relaterar till förhållandet mellan massa och volym. För att beräkna densitet, mäta massan av ett material och volymen av samma mängd material och dela sedan massan med volymen för att hitta densiteten. Volymen på oregelbundet formade föremål kan mätas med vattenförskjutning. Placera objektet i en känd volym vatten och mät den efterföljande volymändringen för att bestämma objektets volym. Specifik vikt används dock oftare för mineraler. Minerals massa mäts i luft och mäts igen medan den är uppslammad i vatten. Den specifika vikten för kvarts varierar från 2,6-2,7 medan den specifika vikten för diamant varierar från 3,1-3,53. Om kristallerna av kvarts och diamant har samma storlek kommer diamanten att vara tyngre än kvartset.

Kvarts och diamanter är vackra ädelstenar. Återigen styr deras molekylära struktur hur ljuset spelar genom kristallerna. Glans och brytningsindex mäter det lätta spelet. Luster beskriver hur ljus reflekteras från ytan. Kvarts har en glaskropp eller glansig glans. Diamanter har en adamantin lyster. Glans kan dock vara subjektiv. Brytningsindex, ett mer exakt mått, utnyttjar förändringen när ljus passerar från ett transparent material till ett annat. Brytningsindex för kvarts sträcker sig från 1.544-1.553 medan diamanter mäter 2.418. Ett snabbtest innebär att kristallen placeras i vegetabilisk olja (genomsnittligt brytningsindex 1,47) eller vintergrön olja (brytningsindex 1,536). Kvarts kommer nästan att försvinna i dessa oljor, men en diamant kommer att förbli mycket distinkt.

Kvarts- och diamantkristaller kan urskiljas med hjälp av tester för hårdhet och klyvning, men dessa tester kommer att skada eller förstöra kristallerna. Hårdhet testar den relativa hårdheten hos mineraler. Kvarts har en hårdhet på 7. Diamond har en hårdhet på 10. Diamant kommer att repa kvarts, men kvarts kommer inte att repa diamant. Topas (hårdhet 8) och korund (hårdhet 9) kommer också att repa kvarts men inte diamant. Diamanter kommer dock att repa varandra. Klyvning kräver att kristallen bryts för att undersöka pausens mönster. Diamanter har klyvningsplan, parallella med var och en av de naturliga kristallytorna. Kvarts har inga klyvningsplan, men visar ibland avsked längs ett försvagat plan inuti kristallen.