Diamante

Il diamante (C) è la forma allotropica del carbonio termodinamicamente stabile ad alte pressioni e temperature, caratterizzata da una struttura cristallina cubica in cui ogni atomo di carbonio è legato tetraedricamente a quattro altri atomi di carbonio, creando una rete tridimensionale estremamente rigida. Questa architettura atomica conferisce al diamante la durezza massima (10 Mohs) e un'eccezionale stabilità chimica. Dal punto di vista gemmologico, il diamante è valutato secondo i "4 Carati" (carat weight, color, clarity, cut), con i migliori esemplari provenienti da depositi primari in rocce ultramafiche (kimberliti e lamproiti) dell'Africa australe (Botswana, Sud Africa, Namibia), della Russia e, più recentemente, dell'Australia e del Canada. La formazione richiede condizioni estreme: pressioni superiori a 4,5 GPa e temperature tra 900 e 1300 °C, tipicamente a profondità superiori a 140 km nel mantello terrestre. I diamanti vengono trasportati in superficie da eruzioni vulcaniche esplosive che creano i caratteristici diatremi kimberlitici. Oltre al diamante naturale, dagli anni '50 si producono diamanti sintetici ad alta pressione-alta temperatura (HPHT) e, più recentemente, diamanti coltivati mediante deposizione chimica da vapore (CVD), che hanno rivoluzionato il mercato gemmologico e industriale.

Sistema cristallino: cubico (gruppo spaziale Fd-3m, Z=8). Parametro reticolare: a = 3,567 Å. Densità: 3,52 g/cm³ (diamante naturale tipo Ia). Durezza: 10 Mohs; indentazione Knoop varia da 7000 a 10000 kg/mm² a seconda dell'orientamento cristallografico. Indice di rifrazione: n ≈ 2,417 (moncromatico, 589 nm); dispersione (ω – ε) ≈ 0,044 (elevata, responsabile del "fire"). Birifrangenza: assente (isotropo). Spettroscopia UV-Vis: assorbimento caratteristico nel vicino-UV; fluorescenza variabile (blu, giallo, arancio) in funzione dei difetti e delle impurità (N, B, H). Spettroscopia Raman: picco caratteristico a 1332 cm⁻¹ (vibrazione C-C). Conducibilità termica: ~2000 W/m·K (massima tra i gemmoidi). Classificazione per impurità (DOND - Diamond Optical Nomenclature Database): Tipo Ia (N diffuso, incolore-giallo), Tipo Ib (N sostituzionale singolo, giallo intenso), Tipo IIa (N assente, incolore), Tipo IIb (B presente, blu). Inclusioni caratteristiche: olivina, granato, pirope, eclogite; "feathers" (fratture interne); "clouds" (aggregati di micro-inclusioni). Analisi gemmologica strumentale: spettrofotometria UV-Vis, microscopia confocale, tomografia Raman, fluorescenza ai raggi X (XRF) per discriminare diamanti sintetici CVD e HPHT da naturali. Trattamenti: irradiazione, riscaldamento, coating superficiale.