Лонсдейлит

Лонсдейлит
IMA Mineral Symbol	Lon
Кристаллическая система	гексагональная сингония
Nickel-Strunz 9	1.CB.10b
Химическая формула	C
Названо в честь	Кэтлин Лонсдейл
IMA-статус	утверждённый минерал[d]
Strunz 8	I/B.02
Типовая местность (геология)	Canyon Diablo (метеорит)
Медиафайлы на РУВИКИ.Медиа

Элементарная ячейка лонсдейлита

Лонсдейлит или гексагональный алмаз — полиморфная модификация углерода с гексагональной решёткой P6₃/mmc.

Назван в честь британского кристаллографа Кэтлин Лонсдейл (Kathleen Lonsdale).

История

Первоначальная характеристика лонсдейлита была предложена американским учёным Bundy F.P.: полиморфная модификация углерода типа вюрцита под названием гексагональный алмаз, это первоначальное название лонсдейлита закрепилось за ним до сих пор. Иногда лонсдейлит называют одной из аллотропных модификаций углерода с гексагональной кристаллической решёткой, но не все учёные согласны с таким определением, полагая, что неверно считать лонсдейлит самостоятельной аллотропной модификацией. Кристаллическая решётка лонсдейлита полностью состоит из атомов углерода. Как и у алмаза, атомы углерода в лонсдейлите находятся в состоянии sp³ гибридизации.

Годом открытия лонсдейлита считается 1967 — в этом году он был официально признан IMA (International Mineralogy Association), хотя вюрцитоподобная полиморфная модификация углерода была синтезирована ещё в 1963 (Wentorp R.H., Kasper J.S.). В лабораторных условиях (General Electric Company) лонсдейлит был получен в 1966 году. Примерно тогда же лонсдейлит впервые обнаружили в метеоритных кратерах, о чём было объявлено на ежегодном 29-ом съезде Метеоритного Общества (the Meteoritical Society) в Вашингтоне.

В течение длительного времени лонсдейлит синтезировали искусственно только из графита — под воздействием колоссального давления. Позже было доказано, что лонсдейлит также может быть получен из «традиционного» кубического алмаза.

В 2025 году китайские учёные из Цзилиньского университета впервые синтезировали сверхтвёрдый гексагональный алмаз почти 100% чистоты диаметром 1 мм и толщиной 70 мкм при помощи сжатия и нагревания высококачественных монокристаллов графита при температуре 1400 °C и давлении 30 ГПа. Он показал твёрдость 120 ГПа в тесте Виккерса.

Строение и свойства

Укладка слоёв лонсдейлита

Алмаз и лонсдейлит имеют одинаковые валентные углы, которые равны 109°28’16’’, длины связей у них равны 0,1545 нм, а координационное число — 4. Элементарная ячейка алмаза содержит восемь атомов углерода, а лонсдейлита — четыре. Решётки алмаза и лонсдейлита отличаются способом упаковки. Для лонсдейлита характерна двухслойная упаковка типа (…ABAB…), где каждый последующий тетраэдрический слой повёрнут на 60° по отношению к предыдущему. Для алмаза — трёхслойная типа (…ABCABC…), где все слои построены из одинаковых координационных тетраэдров. Алмаз в этом плане схож с α-графитом, только алмазная плоскость «гофрированная».

Параметры решётки лонсдейлита а=0,251 нм и b=0,417 нм.

Расчётная плотность лонсдейлита 3,51 г/см³, измеренная плотность 3,2 г/см³.

Твёрдость составляет 7—8 единиц по Шкале Мооса.

Лонсдейлит относится к химическому классу металлоидов; химическая формула — С.

Укладка слоёв алмаза

Цвет: коричневато-жёлтый. Блеск: алмазный.

Оптические свойства лонсдейлита: прозрачный, индекс преломления (рефракция) n от 2,40 до 2,41.

Обычные размеры лонсдейлита — это кристаллы, видимые только под микроскопом.

Возможность практического применения гексагонального алмаза вызывает сомнения из-за сложности его получения.

См. также

• Изомерия

Примечания