다이아몬드

다이아몬드

현재까지 알려진 자연산 물질 중 경도가 가장 높으며, 가장 대중적인 보석이다. 다이아몬드는 경도가 매우 높기 때문에 많은 주요산업에 활용된다. 다이아몬드를 능가하는 경도·광채를 가진 보석은 없다. 다이아몬드는 영원한 사랑을 상징하는 4월의 탄생석이다.

다이아몬드의 중량은 캐럿(1캐럿은 200㎎)과 포인트(1포인트는 0.01 캐럿)로 표시한다. 보석용 다이아몬드 외에도 여러 종류의 공업용 다이아몬드가 있으며, 인조 다이아몬드는 1960년 이후에야 상업적 규모로 생산되었다(→ 공업용 다이아몬드, 인조 다이아몬드).

다이아몬드는 3가지 형태의 광상, 즉 충적력, 빙하표석점토, 킴벌라이트 관상광맥에서 발견된다. 남아프리카의 킴벌리와 같은 킴벌라이트 관상광맥에서만 산출되는 다이아몬드는 지하 약 120km 이상의 깊이에서 형성된 원암 내에 존재한다. 충적력과 빙하력에서 발견되는 다이아몬드는 킴벌라이트가 하천이나 빙하에 의해 침식받아 운반되다가 강이나 빙하표석점토 내에 재퇴적된 것이다.

다이아몬드는 무색에서 흑색까지 다양하며, 투명도 역시 투명·반투명·불투명한 것이 있다. 보석으로 사용되는 다이아몬드는 대부분 투명하고 무색에 가깝거나 무색이다. 무색 또는 엷은 청색의 것이 가장 비싸지만 이런 것은 매우 드물고, 대부분의 보석용 다이아몬드는 노란색을 띤다. '팬시(fancy) 다이아몬드'는 뚜렷한 체색을 갖고 있는데 적색·청색·녹색이 가장 희귀하고, 오렌지색·자주색·황색·황록색은 흔히 볼 수 있다.

공업용 다이아몬드는 대부분 회색 또는 갈색이고, 반투명 또는 불투명하다. 그러나 질이 좋은 공업용 다이아몬드와 질이 나쁜 천연다이아몬드의 식별은 감정하기가 힘들다. 다이아몬드의 색은 원자로에서 입자가속기에 의해 방출되는 강한 복사에 노출시키거나 또는 열처리함으로써 변화시킬 수 있다. 다이아몬드는 매우 높은 굴절능을 갖고 있어 엄청난 광채를 띤다. 잘 연마된 다이아몬드는 굴절능이 낮은 보석보다 훨씬 많은 광채를 내므로 한층 더 반짝거려보인다. 또한 다이아몬드는 높은 분산능을 가지고 있어 다이아몬드를 통과한 백색광은 스펙트럼의 색으로 분리되어 광채가 난다.

다이아몬드의 긁기경도는 모스 경도계로 10이고, 다이아몬드 다음으로 경도가 큰 광물은 강옥이며 경도는 9이다. 실제로 다이아몬드는 강옥보다 훨씬 더 단단하다. 만일 모스 경도 등급이 선형이라면 다이아몬드의 경도는 약 42가 될 것이다. 다이아몬드의 경도는 방향에 따라 크게 달라지므로 한 면으로 다른 면을 쉽게 자르거나 연마할 수 있다. X선 회절분석에 의해 결정된 다이아몬드 원자구조 내에서, 각 탄소원자들은 결정 전체에 걸쳐 같은 거리에 있는 4개의 인접한 탄소원자와 결합되어 있다.

치밀하고 밀접하며 강하게 결합된 결정구조 때문에 다이아몬드는 천연산 탄소의 다른 형태인 흑연과는 아주 다른 특성을 가진다.

원소이름 원소기호	색	광택	모스경도	비중	정벽 또는 결정형	단구 또는 벽개	굴절률 또는 연마 면에 관한 자료	결정계 공간군	비고
구리 Cu	연한 장미색： 구릿빛이 도는 적색과 갈색으로 변색	금속광택	21/2~3	8.95	판상과 인편상결정： 선상·수지상 결정군： 꼬인 띠：기형 결정	벽개 없음, 들쑥날쑥한 단구	장밋빛 백색, 등방성, 반사가 잘 된다	등축정계 Fm3m	전성과 연성이 크다
금 Au	금빛이 도는 황색(순수)：은백색 내지 주홍색	금속광택	21/2~ 3	19.3	신장된 결정 또는 평탄한 결정：선상·수지상 또는 스펀지 결정형	벽개 없음, 들쑥날쑥한 벽개	빛나는 황금색： 등방성： 반사된다	등축정계 Fm3m	연성과 전성이 크다
납 Pb	납빛이 도는 회색： 깨끗한 표면은 회백색	무염：깨끗한 표면은 금속광택	11/2	11.4	둥근 괴상：얇은 판상결정	벽개 없음	깨끗한 회백색 표면, 등방성 반사된다：빨리 무염된다	등축정계 Fm3m	전성이 매우 크며 연성이 다소 있다
니켈 - 철 (Fe , Ni)	은백색 내지 회백색	금속광택	5	7.8 ~ 8.2	자갈,입자,미세 인편상결정(지구)： 운석상의 철의 경계에 있거나 연정된 경우	벽개 없음		등축정계 Fm3m	자성이 크고 전성과 유연성이 있다
백금 pt	백색빛이 도는 철회색 내지 암회색	금속광택	4 ~ 41/2	14 ~ 19	입자 또는 인편상결정 때때로 덩어리나 너깃으로 존재	벽개 없음, 들쑥날쑥한 단구	백색, 등방성	등축정계 Fm3m	전성과 연성이 있으며 때때로 자성이 있다
백금이리듐 (Ir, pt)	황색빛이 도는 회백색：깨끗한 표면은 회색	금속광택	6 ~ 7	22.6 ~22.8	둥근 또는 모난 입자	들쑥날쑥한 단구		등축정계 Fm3m	다소 전성이 있다
비소 As	주석빛이 도는 백색： 암회색으로 변색	깨끗한 표면은 금속광택	31/2	5.6 ~ 5.8	과립형 괴상 동심체형 단괴	하나의 완전한 벽개	백색, 반사가 잘 된다. 비등방성	육방정계 Rm
비스무트 Bi	적색빛이 도는 은백색： 무지개빛으로 변색	금속광택	2 ~ 21/2	9.7 ~ 9.8	망상 또는 수지상 결정군	하나의 완전한 벽개와 하나의 양호한 벽개	빛나는 크림색이 도는 백색, 황색으로 변색： 비등방성	육방정계 Rm	절단할 수 있으며 가열하면 전성이 다소 있다
셀렌 Se	회색	금속광택	2	4.8	때때로 움푹 패거나 관상결정： 유리질 방울	하나의 양호한 벽개	반사가 잘 된다. 크림색이 도는 백색, 다색성, 비등방성이 매우 크다	육방정계 C312 또는 C322	전기전도체 얇은 토막 투명하고 적색이다
수은 Hg	주석빛이 도는 백색	매우 빛나는 금속광택		13.596	분리된 방울 형태 종종 커다란 액체 괴상으로 존재			육방정계 (-39℃에서)	정상온도에서 액체
슈라이버자이트 (Fe,Ni)3 P	은색 내지 주석빛 백색：황동빛이 도는 황색 또는 갈색	빛나는 금속광택	61/2 ~ 7	7.0 ~ 7.3	판상결정：막대 또는 침상결정	하나의 완전한 벽개		정방정계 I	전성이 크다
아말감
금 - 아말감 Au2Hg3(?)	황색빛	금속광택		15.5	덩어리 또는 입자	패각상 단구		부분적으로(?) 등축정계
모셀란즈버가이트 Ag2Hg3	은백색	밝게 빛나는 금속광택	31/2	13.5 ~13.7	정12면체：괴상	2개의 분명한 벽개		등축정계 Im3m(?)
포타라이트 Pd3Hg2(?)	은백색	밝게 빛나는 금속광택	31/2	13.5 ~16.1	입자 또는 너깃		포타라이트 석기의 연정(백색, 등방성, 고굴절)과 포타라이트 포유물(밝은 회색： 비등방성)	등축정계
아세놀람프라이트 As	납빛이 도는 회색	밝게 빛나는 금속광택	2	5.3 ~ 5.5	괴상	하나의 완전한 벽개			순수하지 못한 천연 비소나 확실하게 변형된 형태로 존재
아연 Zn	회색빛이 약간 도는 백색	금속광택	2	6.9 ~ 7.2		하나의 완전한 벽개		육방정계 C6/mmc	천연상태로는 존재하지 않는다는 기록이 있음
안티몬 Sb	주석빛이 도는 백색	금속광택	3 ~ 31/2	6.6 ~ 6.7	괴상	하나의 불완전한 벽개	밝게 빛나는 백색： 반사가 매우 잘 된다	육방정계 Rm
알레몬타이트 AsSb	주석빛이 도는 백색： 회적색	금속광택	3 ~ 4	5.8 ~ 6.2	신장상 괴상	하나의 완전한 벽개	비소와 안티몬이 있는 알레몬타이트의 미세한 탄소성 연정	육방정계 Rm
은 Ag	은백색： 회색 내지 흑색으로 변색	금속광택	21/2 ~ 3	10.1 ~11.1(10.5 순수)	종종 신장된 선상 또는 수지상 결정군： 인편상이나 피복체에서의 괴상	벽개 없음 들쑥날쓱한 단구	밝게 빛나는 은백색： 굴절률이 알려진 것 중 가장 크다, 등방성	등축정계 Fm3m	연성과 전성이 있다
이리도스민 (Ir, Os)	주석빛이 도는 백색 내지 연한 철회색	금속광택	6~7	19.0 ~21.0	엽편상 또는 평탄한 입자	하나의 완전한 벽개	황색빛이 약간 도는 백색	육방정계 C6/mmc (순수한Os) Fm3m (순수한 Ir)	전성이 약간 있으며77% Ir에서 80% Os을 포함한 사이서스카이트가 있는 고용체 형성
주석 Sn	주석빛이 도는 백색	금속광택	2	7.3	불규칙하고 둥근 입자： 천연 결정은 알려지지 않았음	들쑥날쑥한 단구		정방정계 l4/amd	전성과 연성이 있음
철 Fe	철회색 내지 철흑색	금속광택	4	7.3 ~ 7.9	작은 기포 또는 큰 괴상(지구)：판상과 니켈 -철과 연정된 엽상 괴상(운석)	하나의 벽개, 들쑥날쑥한 단구	백색： 등방성	등축정계 Im3m	자성과 전성이 있다
코헤나이트 (Fe, Ni) 3C	주석빛이 도는 백색 청동 또는 황금색으로 변색		51/2 ~ 6	7.2 ~ 7.7	신장된 탁상 결정	3개의 벽개		사방정계 Pbnm	자성이 강하다
탄소
다이아몬드 C	연노랑 내지 진노랑 또는 갈색： 백색 내지 청백색： 때때로 다르다	금강광택 내지 유리질 광택	10	3.5	평평한 정8면체： 정12면체	하나의 완전한 벽개, 패각상 단구	n=2.4175	등축정계 Fd3m	마찰전기가 생기며 강하게 산란된다
흑연 C	흑색 내지 진한 철회색	금속광택	1 ~ 2	2.1 ~ 2.2	판상 또는 엽편상 괴상	하나의 완전한 벽개	다색성과 복굴절이 극대	육방정계 C6/mmc(?)	전기전도체, 미끈거리는 느낌이 있고 열전기적으로 음극이다. 얇은 토막은 투명하고 진한 청색을 띤다
탄탈 Ta	회색빛이 도는 황색	빛남	6~7	11.2	미소결정： 미세한 입자			등축정계 Im3m
텔루르 Te	주석빛이 도는 백색	금속광택	2 ~ 21/2	6.1 ~ 6.3	주상 내지 미세한 조립질 괴상： 미소결정	하나의 완전한 벽개	비등방성이 크다： 백색： 반사가 매우 잘 된다	육방정계 C312 또는 C322
팔라듐 Pd	백색빛이 도는 철회색	금속광택	41/2 ~ 5	11.9	입자	벽개 없음	백색：반사된다： 등방성	등축정계 Fm3m	연성과 전성이 있다
황S
α황 (사방정계)	황색빛 내지 딸기빛：백색 투명한 황색 또는 회색, 녹색, 적색	수지광택 내지 지방광택	11/2 ~ 21/2	2.07	투명 내지 반투명한 탁상 결정：구형 또는 신장형 괴상： 피복상：분말	3개의 불완전한 벽개, 패각상 내지 불평탄 단구	n=1,957	사방정계 Fddd	전기부도체 마찰에 의해 음으로 하전된다
β황 (단사정계)	연한 황：거의 무색： 유기물질을 포함하고 있어 갈색빛이 돈다		α황보다 약간 크다	1.958, 1.982	얇은 탁상 또는 신장된 결정	2개의 벽개	n=2,038	단사정계
γ황 (단사정계일종)	연한 황：거의 무색	금강광택	낮다	α황보다 작다	투명한 미소결정	벽개가 관찰되지 않음		단사정계	실온에서 서서히 황으로 된다

천연원소

曺鉉丘 옮김