Jednak idealnych diamentów nie spotyka się w przyrodzie, zawsze mają jakieś defekty. Zawierają zanieczyszczenia i obce pierwiastki, których może być nawet ok. 30. Większość z nich występuje w ilościach śladowych, a więc nie można ich zobaczyć nawet pod mikroskopem. Ich obecność nie wywiera istotnego wpływu na strukturę i właściwości diamentu.

Istnieje jednak grupa pierwiastków, takich jak azot (N), bor (B), a w mniejszym stopniu także wodór (H) i glin (Al), które w dużym stężeniu mogą prowadzić nie tylko do zaburzeń struktury kryształu, ale także wpływać na zmianę jego niektórych właściwości fizycznych.

 

Różnice w odcieniu czy stopniu nasycenia barwą są związane głównie z domieszką azotu. To stanowi podstawę podziału diamentów na dwa typy: typ pierwszy z dużą zawartość azotu i typ drugi pozbawiony azotu lub zawierający jego minimalną ilość.

 

Do tego typu należy większość diamentów jubilerskich. W surowej postaci kryształy są zwykle dobrze ukształtowane, mają gładkie powierzchnie ścian i lekko zaokrąglone krawędzie, a zatem doskonale nadają się do obróbki. Stężenie azotu waha się w granicach od 25 do 1000 ppm*; w skrajnych przypadkach może dochodzić do ok. 3000 ppm.

Ze względu na duże różnice stężeń oraz fakt, że w tym typie diamentów azot może występować w  różnych wzajemnych konfiguracjach,  podzielono go umownie na dwa podtypy: Ia i Ib.

 

W podtypie Ia azot może tworzyć co najmniej 4 rodzaje skupień. Najważniejsze z nich to skupienia A i B. Na tej podstawie dzieli się diamenty podtypu Ia na grupy: IaA i IaB oraz IaAB.

Wszystkie diamenty podtypu Ia absorbują promieniowanie podczerwone w zakresie 1000–1400 cm-1 i promieniowanie nadfioletowe poniżej 300 nm.

 

W diamentach podtypu Ib, atomy azotu zastępując atomy węgla w sieci krystalicznej diamentu, są zlokalizowane w sposób nieuporządkowany. Zawartość azotu jest dużo mniejsza w porównaniu do podtypu Ia i mieści się w granicach od 25 do 50 ppm.

 

Diamenty typu II nie zawierają azotu. Nie absorbują też – w odróżnieniu od diamentów typu I – promieniowania podczerwonego w zakresie 1000–1400 cm-1 i nadfioletowego poniżej 230 nm.

Dzieli się je  na dwa  podtypy – IIa i IIb. Za podstawę podziału przyjmuje się przewodność elektryczną.

Diamenty podtypu IIa mają strukturę najbardziej zbliżoną do idealnej, stąd są rzadko spotykane w przyrodzie. Nie zawierają znaczących ilości pierwiastków śladowych (w tym również boru), w związku z czym nie przewodzą prądu elektrycznego. Nie absorbują promieniowania w widzialnym zakresie widma, a zatem są bezbarwne, pod warunkiem że nie wykazują defektów strukturalnych. W przypadku gdy takie defekty się pojawiają, diamenty mogą być intensywnie żółte, brązowe, a nawet różowe.

 

 Diamenty podtypu IIb zawierają domieszkę boru (B) o koncentracji poniżej 10^-6/cm³, w związku z czym są półprzewodnikami. Wszystkie wykazują naturalną barwę niebieską, o różnym stopniu nasycenia. Diamenty podtypu IIb charakteryzują się wyraźną luminescencją dla krótkofalowego promieniowania UV, zdecydowanie skorelowaną ze znacznym nasyceniem barwą niebieską.

 

Niektórzy gemmolodzy wyróżniają dodatkowo trzeci typ diamentów, do którego zaliczają diamenty pochodzenia kosmicznego, znajdowane w miejscach upadku meteorytów, lub otrzymywane metodą syntezy.

W przeszłości sądzono, że podział diamentów na typy, podtypy i grupy był możliwy, gdyż dotyczył wyłącznie kryształów jednorodnych. Dziś wiemy, że kryształy diamentów naturalnych nie są jednorodne, lecz stanowią mieszaninę różnych grup czy podtypów.

 

Diamenty o barwie jasno lub ciemnoniebieskiej występują w przyrodzie bardzo rzadko. Należą one do typu IIb, zawierają  domieszkę  boru.

 

Diamenty o ładnej barwie zielonej występują niezwykle rzadko w przyrodzie. W zależności od przyczyn, które mogą wywołać zabarwienie, wyróżnia się dwa typy barwy zielonej:

1) kryształy przezroczyste o barwie żółtozielonej, zielonej lub ciemnozielonej, którą wywołują atomy azotu, o koncentracji znacznie wyższej niż w przypadku kamieni żółtych. Przy dużej ilości azotu powstają diamenty nieprzezroczyste, o barwie czarnej;

2) kryształy diamentów o pigmentacji zielonej, która uwidacznia się w postaci punktowych, zielonych plamek pokrywających ich powierzchnię zewnętrzną, czyniąc ją nieprzezroczystą i bardzo ciemną. Ten typ barwy, określany mianem “zielonej skóry”, jest rezultatem naturalnego naświetlania diamentów przez pierwiastki radioaktywne, takie jak tor lub uran.

 

To najczęściej spotykane diamenty. Mają barwę bardzo zróżnicowaną w odcieniu i nasyceniu. Często spotyka się kryształy, które charakteryzują się dużą przezroczystością oraz lekkożółtą, słomkowożółtą lub złotożółtą barwą, wywołaną wysoką koncentracją paramagnetycznych jonów azotu; także obecnością centrów N-3. Diamenty, które zawierają pojedyncze atomy azotu, należą do typu Ib. Charakteryzują się one obecnością pasma absorpcji w fioletowym zakresie widma. Wraz ze wzrostem koncentracji azotu maksimum absorpcji przesuwa się w kierunku obszaru fioletowoniebieskiego, nadając diamentom czystą bursztynową lub złotożółtą barwę, potocznie zwaną “kanarkową”. Diamenty te wykazują dobrze widoczną fluorescencję o barwie siarkowożółtej. Dalszy proces zwiększania koncentracji jonów azotu powoduje przesuwanie się maksimum absorpcji w niebieski obszar widma i zmianę barwy na brązowożółtą lub pomarańczowożółtą, potocznie zwaną “żonkil”.

 

Większość żółtych diamentów, które zawierają azot w postaci centrów N-3, należy do typu Ia. Centra N-3 zbudowane z konglomeratów azotu, złożonych z trzech atomów połączonych ze sobą w kształcie trójkąta, kreują absorpcję o specyficznej serii linii widmowych dla długości fal 415,5, 452,0, 465,0 i 478,0 nm, określaną mianem tzw. żółtej serii.

Innym typem barwy żółtej lub żółtobrązowej, podobnie jak w przypadku barwy zielonej, jest tzw. powierzchniowa pigmentacja wywołana naturalnym promieniowaniem radioaktywnym.

 

Diamenty o czystej barwie różowej spotyka się rzadko. Zwykle mają one fioletowy, pomarańczowy lub łososiowy odcień. Barwę różową wywołuje pasmo fononowe 2,2 eV, występujące zwykle w diamentach typu IIa lub wewnątrz kryształu diamentu strefy barwy ukierunkowane, zwane “różowymi liniami wzrostu”.

 

Barwa brązowa jest wywołana naprężeniami sieci, powstałymi wzdłuż kierunków równoległych do płaszczyzn oktaedrycznych jako wynik różnych deformacji plastycznych występujących w procesie krystalizacji. Powstałe w sieci krystalicznej dyslokacje atomów powodują również zmniejszenie się przezroczystości diamentów i pogłębienie barwy brązowej lub ciemnobrązowej. Barwa ta często jest widoczna  w diamentach typu IIa jako wynik absorpcji światła na płaszczyznach poślizgu. W przypadku diamentów typu Ia barwa brązowa wywołana jest naprężeniami liniowymi.

 

Fioletowa barwa diamentów występuje często w połączeniu z odcieniem różowym lub brązowym, np. część kryształu jest  fiołkoworóżowa, natomiast reszta ma różne odcienie barwy brązowej.

 

Diamenty mlecznobiałe są niezwykle rzadkie. Barwa szara, bardzo pospolita, jest typowa dla kamieni zawierających dużo drobin grafitu. W zależności od ich liczby diamenty mogą być szare, ciemnoszare lub czarne, słabo przeświecające lub nieprzezroczyste. Idealnie czarne diamenty, o wyglądzie hematytu, są również  niezwykle rzadkie.

* ppm – sposób wyrażania stężenia 10^-6/cm³ (ang. pars per milion).

[ drukuj ]