Timantti

Timantti on yksi viidestä hiilen allotrooppisesta olomuodosta. Timantti ei siis sisällä muita alkuaineita kuin hiiltä. Timantin jokainen hiiliatomi on sp³ -hybridisoitunut ja sitoutunut neljään naapurihiiliatomiin neljällä tetraedrisesti suuntautuneella lujalla σ(sp³, sp³) -sidoksella. Tällöin muodostuu timanttikiteen läpi ulottuva säännöllinen verkkorakenne. Timantti syntyy maan alla kovassa paineessa ja kuumuudessa, ja se on luonnossa esiintyvistä aineista kovin. Kaikista olemassa olevista aineista timantti on neljänneksi kovin hypertimantin, reniumdiboridin ja ultrakovan fullereenin jälkeen. Timantti on suosittu jalokivikoruissa. Timantteja on myös mahdollista valmistaa keinotekoisesti grafiitista.

Hiottuja timantteja

Sana timantti johtuu kreikan kielen sanasta adamas, joka tarkoittaa voittamatonta ja viittaa timantin suureen kovuuteen.[1]

Ominaisuudet
Timantin kiderakenne.

Timantti on kiiltävää ja kovaa, Mohsin kovuusasteikolla 10 ja Rosiwallin asteikolla 140 000.[2] Fullereenikärjellä timantin kovuudeksi on pystytty mittaamaan 167 GPa (±6), mikä tekee siitä maailman kolmanneksi kovimman aineenlähde?, kun laskuihin otetaan mukaan ihmisen syntetisoimat aineet.

Timantin maailmanlaajuinen haluttavuus liittyy sen kovuuteen jolla voidaan leikata muita aineita. Teollisuus pystyy käyttämään sitä tehokkaasti hyväkseen jalostaessaan tuotteitaan myytäväksi. Timantti ei välttämättä ole kaikkein kovin luonnossa esiintyvä aine, sillä tietokonemallinnuksen [3] mukaan Ionsdaleiitti ja wurtziitti-boorinitridi [4] ovat puhtaina esiintyessään sitä kovempia.

Timantin ominaisuudet eivät sen kide­rakenteen vuoksi kuitenkaan ole samat kaikissa suunnissa. Oktaedrin tahkojen suunnassa se lohkeaa melko helposti.[5]

Timantin sulamispiste on yli 3 500 °C.[6] Sen kovuus ja korkea sulamis­piste johtuvat hila­rakenteen lujista σ-sidoksista.

Timantti johtaa hyvin lämpöä, mutta ei juuri ollenkaan sähköä. Hyvä lämmönjohtavuus johtuu siitä, että hiiliatomien lämpövärähtely etenee atomihilassa nopeasti. Sen sijaan sidoselektronit ovat tiukasti σ-sidoksiin sidottuja eivätkä pääse liikkumaan atomihilassa, minkä vuoksi timantit ovat hyviä sähkön eristeitä. Eräiden epä­puhtauksina esiintyvät aineet saattavat kuitenkin tehdä timantista puoli­johtavan; sellaisia ovat varsinkin siniset timantit.[7]

Timantti reagoi kemiallisesti vain harvojen aineiden kanssa. Puhtaassa Hapessa se syttyy 720 °C:n lämpötilassa ja ilmassakin noin 850 °C:ssa, jolloin se palaa kokonaan hiilidioksidiksi.[8]

Timantilla on poikkeuksellisen korkea näkyvän valon taitekerroin. Valon aallonpituuden ja siten sen värin mukaan se vaihtelee välillä 2,417–2,419,[1] ja sen dispersio on myös suuri, 0,044.[8] Suuren taite­kertoimen vuoksi valo kokonais­heijastuu timantissa melko pienilläkin tulokulmilla, eri värit kuitenkin dispersion vuoksi eri suuntiin. Tämän vuoksi varsinkin briljantin muotoon hiotut timantit välkehtivät valossa kirkkaasti kaikissa väreissä.[9]

Timantti voi olla lähes minkä tahansa värinen, mutta kellertävät ja ruskeat sävyt ovat yleisimpiä. Sävyt määräytyvät aineessa olevien epäpuhtauksien mukaan; keltaisen sävyn antavat typpiatomit. Arvokkaimpia ovat kuitenkin värittömät timantit.[8] Maailman suurin huutokaupassa myyty timantti on väritön 163,41:n karaatin The Art of de Grigono, josta maksettiin 28,7 miljoonaa euroa vuoden 2017 marraskuussa Genevessä Sveitsissä pidetyssä Christie’sin huutokaupassa.[10] Kallein myyty timantti, Pink Star, myytiin 67 miljoonalla eurolla Hongkongissa keväällä 2017.[11]

Timantin kiderakenteen alkeiskoppi.

Timantin kiderakenne

Timanttikidettä pitävät koossa hiiliatomien väliset kovalenttiset sidokset. Tällöin kahdella vierekkäisellä atomilla on kaksi yhteistä elektronia. Jokaista atomia ympäröi neljä lähintä naapuriatomia siten, että niiden ytimet sijaitsevat säännöllisen tetraedrin kärkipisteissä. Rakenteeltaan samanlainen eli timantti­rakenteinenkide on muillakin jaksollisen järjestelmän 14. ryhmän eli hiiliryhmän alkuaineilla. Pii ja germanium esiintyvät kiinteässä olomuodossa aina timantin tavoin kiteytyneenä. Myös samaan ryhmään kuuluvalla tinalla on samaan tapaan kiteytyvä allotrooppinen muoto, harmaa tina.

Käyttö jalokivenä

Timantti on jalokivi, jota käytetään muun muassa koruissa. Timantilla on suuri symbolinen merkitys; sen ajatellaan kertovan ikuisesta tai kaiken kestävästä rakkaudesta, ja siksi sitä pidetään hyvin romanttisena lahjana. Timantti on ainoa jalokivi, joka koostuu yhdestä alkuaineesta. Alle kolmasosa timanteista on tarpeeksi korkealaatuisia koruiksi.

Timantin arvo määräytyy pääosin neljästä ominaisuudesta: paino, väri, puhtaus ja hionta.

Paino

Timantin paino ilmoitetaan karaatteina (ct.). Yksi karaatti on 0,2 grammaa. Timantin painosta ei pysty suoraan päättelemään timantin läpimittaa, sillä kivet voidaan hioa erilaisin mittasuhtein. Monikivisten korujen osalta saatetaan ilmoittaa timanttien yhteispaino (lyhenne tct.) tai yksittäispainot, esimerkiksi 6 × 0,02 ct.[12]

Hionta

Timantteja voidaan hioa koruiksi vain toisella timantilla. Yleensä hiomiseen tai leikkaamiseen käytetään epäpuhtaita timantteja, jotka eivät kelpaisi koruiksi. Yleisin hiontamuoto on briljanttihionta, jolloin kivi on ylhäältäpäin katsottuna kehämäinen. Hyvin hiottu timantti on tasapainoinen ja symmertinen kivi, jonka viisteet taittavat ja heijastavat valoa. Timantin hionnan laatu on paljain silmin nähtävissä. Muita hiontamuotoja kutsutaan fancy-hionnoiksi, ja niitä ovat muun muassa ovaali, baquette, asscher, markiisi, pisara, smaragdi, sydän ja princess.[13]

Väri

Valtaosa korukäyttöön myytävistä timanteista on niin sanottuja Cape-sarjan timantteja. Näissä timanteissa korostetaan enemmänkin värittömyyttä kuin timantin värillisyyttä. Cape-sarjan timantit sisältävät pienen määrän typpeä, joka antaa timanteille täysin värittömästä kellertävän kautta keltaiseen olevan värin. Timanttien värien luokitukseen on olemassa useita asteikkoja. Pohjoismaissa käytetään hyvin yleisesti Scan.D.N.-asteikkoa (Scandinavian Diamond Nomenclature). Pohjoismaissa käytetty asteikko on epätarkempi kuin GIA:n luoma asteikko.[14] GIA:n luomasta asteikosta on tullut de facto-standardi, koska se on tarkka ja yhdenkin asteen nousu asteikolla voi nostaa timantin hintaa 5–15 %. Suomessa kyseinen standardi on vakiintunut hyvin hitaasti.[14]

Briljanttihiottu timantti sormuksessa.

Puhtaus

Puhtaudella (engl. clarity) kuvataan timantissa olevien sulkeumien eli epäpuhtauksien määrää. Puhtausluokitus määritellään 10 x suurentavan luupin tai mikroskoopin avulla. Yleisimmin käytetty puhtausluokitus on puhtaimmasta lähtien seuraava:

  • Flawless (Fl): Täysin puhdas timantti, jossa ei ole sulkeumia.
  • Internally Flawless (IF): Puhdas timantti, jossa saattaa olla ulkoinen huomaamaton naarmu tai hiontajälki.
  • Very Very Small Inclusions (VVS)
    • VVS1: Erittäin pieniä sulkeumia, jotka eivät sijaitse taulun alueella.
    • VVS2: Erittäin pieniä sulkeumia, jotka saattavat sijaita taulun alueella.
  • Very Small Inclusions (VS)
    • VS1: Hieman suurempia sulkeumia, jotka eivät sijaitse taulun alueella.
    • VS2: Hieman suurempia sulkeumia, jotka saattavat sijaita taulun alueella.
  • Small Inclusions (SI)
    • SI1: Sulkeumia, jotka eivät näy paljain silmin.
    • SI2: Sulkeumia, jotka saattavat näkyä paljain silmin mutta eivät vähennä kiven loistetta.
  • Inclusions tai Piquee (I tai P)
    • I1 tai P1: Paljain silmin näkyviä sulkeumia, jotka eivät vähennä kiven loistetta.
    • I2 tai P2: Paljain silmin näkyviä sulkeumia, jotka saattavan hieman vähentää kiven loistetta.
    • I3 tai P3: Suuria sulkeumia, jotka vaikuttavat kiven ulkonäköön ja kestävyyteen.

Yleensä vasta puhtausluokan SI2 tai P1 sulkeumat näkyvät paljain silmin.[15]

Käyttö teknisiin tarkoituksiin

Suuren kovuutensa vuoksi timantteja käytetään muun muassa poranterissä, lasin leikkaamiseen ja hiontalaitteissa.[16] Niitä käytetään myös levysoittimien neuloissa.

Tuottajat

Suurimmat tuottajat

Maailman suurimmat teollisuuskäyttöön tarkoitettujen timanttien tuottajat vuonna 2019:[17]

SijaMaaTuotanto (miljoonaa karaattia)
1.Venäjä19
2.Australia13
3.Kongon demokraattinen tasavalta12
4.Botswana6
5.Zimbabwe3
6.Etelä-Afrikka3
Muut1

Maailman suurimmat jalokivitimanttien tuottajat vuonna 2019:[18]

SijaMaaTuotanto (miljoonaa karaattia)
1.Venäjä25
2.Kanada18,5
3.Botswana18
4.Etelä-Afrikka8
5.Angola7,5
6.Kongon demokraattinen tasavalta3
7.Namibia2,5
8.Lesotho1,3
Muut2,7

Alan suurin yrityskonserni on De Beers.

Timantteja Suomesta

Suomen kallioperä on ikivanhaa, kuten esimerkiksi Kanadassa ja Australiassa. Suomen kohdalla Maan kivikehä (maapallon kuori ja vaipan ylin osa) on yli 150 kilometriä paksu, mitä pidetään timanttien kannalta otollisena. Timantit ovat peräisin maapallon kivikehän alaosista.[19]

Suomesta on löydetty viime vuosina timantteja Kuopiosta, Kaavilta ja Kuusamosta. Pieniä timantteja on tavattu myös Lappajärven meteoriittikraatterista kulkeutuneista lohkareista Hietakankaan sorakuopista. [20][21]

Ensimmäinen suomalainen timantti löytyi Nauvon Haverön harvinaisesta akondriittisesta kivimeteoriitista 1970-luvulla. Kirjallisuudessa on tosin mainintoja Lapin jokitimanteista 1800-luvulta, mutta näitä havaintoja eivät myöhemmät tutkimukset ole kyenneet varmentamaan. Suomesta löydetyt timantit eivät ole olleet koruluokkaa, eikä niitä ole hiottu markkinoille.

Kaavin Lahtojoella lienee Suomen toistaiseksi paras timanttiesiintymä. On kuitenkin vielä epävarmaa, perustetaanko Kaaville Euroopan ensimmäinen timanttikaivos.[22][23]

Veritimantit

Osa lähinnä Afrikan maista tulevista timanteista on päätynyt markkinoille sisällissotaa käyvien ryhmien kautta. Tällaisia jalokiviä on kutsuttu konfliktitimanteiksi tai veri­timanteiksi.

Vuonna 1998 Global Witness -järjestö raportoi maailman ihmisoikeusjärjestöille, että Angolan hallitusta vastaan sotiva sissiliike rahoitti toimintaansa timanttikaupalla. Sen jälkeen on selvinnyt, että ainakin Sierra Leonessa, Liberiassa ja Kongon tasavallassa sisällissotia käyvät ryhmittymät saivat rahoitusta laittomasti hankituista raakatimanteista. Yhdistyneiden kansakuntien turvallisuusneuvosto ilmaisi nopeasti vastustuksensa konfliktitimanteille.

Vuoden 2002 marraskuussa 52 maata ratifioi Kimberley Process Certification Schemeksi kutsutun sopimuksen, jonka mukaan raakatimanttien vienti ja tuonti on sallittua ainoastaan Kimberley Processin jäsenmaiden välillä, ja timanttierien tulee olla tarkasti sertifioituja. Myös Suomi on mukana sopimuksessa.[24]

Raakatimantti kivilohkareessa.

Timantin synty

Timantti on kemialliselta koostumukseltaan hiiltä. Jotta timantti voisi syntyä, tarvitaan kova paine (4,5–6 GPa) ja tietty, suhteellisen matala lämpötila (900–1 300 °C). Maaperässä timantteja syntyy 2 500 miljoonan vuoden ikäisten vakaiden kallioperäalueiden alla noin 150–200 kilometrin syvyydessä. Maan pinnalle ne ovat joutuneet tuli­vuoren­purkauksissa, mutta ne ovat voineet kulkeutua virtaavan veden mukana hyvinkin kauas tuli­vuorista. Timantteja esiintyy etenkin kimberliittien yhteydessä.[25]

Synteettiset timantit

Timantteja voidaan myös valmistaa keinotekoisesti. Synteettisiä timantteja kutsutaan myös teollisuustimanteiksi, jotka valmistetaan teollisesti laboratoriossa. Myös synteettiselle timantille voi saada GIA-todistuksen, jolloin timantin laadun voi varmistaa puoleettomasti GIA-asteikolla.[26]Ensimmäisinä tässä onnistuivat ruotsalainen ASEA-yhtiö vuonna 1953 sekä kaksi vuotta myöhemmin General Electric.[25] Suurimmat synteettisesti valmistetut timantit ovat olleet jopa 2500 karaattia (500 g ).

Tunnettuja timantteja

Suurimmat, kalleimmat ja tunnetuimmat timantit saavat usein nimen. Näitä ovat muun muassa:

Lähteet
  1. Walter Schumann: Jalokivet ja korukivet, s. 70. Otava, 1989. ISBN 951-1-10837-9.
  2. Mineraalien ominaisuudet www.kiviopas.fi. Viitattu 7.5.2007.
  3. Ennuste: Tämä mineraali on 58 % timanttia kovempaa ja maailman kovin aine (Tekniikka& Talous 19.2.2009) Talentum. Viitattu 4.4.2015.
  4. Top-5: Mitkä ovat kovimmat mineraalit? (Tieteen kuvalehti 26.3.2014)) tieku.fi. Viitattu 4.4.2015.
  5. Nature of diamonds: Durability American museum of Natural History. Viitattu 13.10.2011.
  6. Otavan iso Fokus, 1. osa (A–El), s. 132, taulukko artikkelissa Alkuaine. Otava, 1973. ISBN 951-1-00273-2.
  7. The Nature of Diamonds: Electrical conductivity American museum of Natural History. Viitattu 9.7.2007.
  8. Tauno Paronen: Jalokiven loisto ja työstö, s. 73. Hämeenlinna: Kultakeskus, 1988. ISBN 951-99995-5-8.
  9. Suomalainen tietosanakirja, 8. osa (tamp–ö), s. 104, art. Timantti. Weilin & Göös. ISBN 951-35-4652-7.
  10. Suurin huutokaupattu timantti myytiin Genevessä – myyntihinta kipusi ennätykselliseen 28,7 miljoonaan euroon iltalehti.fi. Viitattu 16.11.2017.
  11. Tältä näyttää maailman kallein timantti – "Pinkki tähti" myytiin 67 miljoonalla eurolla Yle uutiset 4.4.2017
  12. Laatuluokitus – Paino (Carat) Timantit.com. Viitattu 9.5.2007.
  13. Timantin hionta www.kulta-aika.fi. Viitattu 4.4.2022.
  14. Laatuluokitus – Väri (Color) Timantit.com. Viitattu 7.5.2007.
  15. Laatuluokitus – Puhtaus (Clarity) Timantit.com. Viitattu 7.5.2007.
  16. Suvi Aspholm: Aine ja energia: Kemian tietokirja, s. 114. Weilin & Göös, 1995. ISBN 951-35-5750-2.
  17. Major countries in worldwide industrial diamond mine production from 2014 to 2019 (in million carats)* 9.11.2020. Statista. Viitattu 29.1.2021.
  18. Hobart M. King: Which Countries Produce the Most Gem Diamonds? Geology.com. Viitattu 29.1.2021.
  19. Helsingin Sanomat 14.2.2006
  20. MTV Uutiset: Suomestakin löytyy timantteja – näin niitä etsitään (16.11.2011)
  21. GTK.fi − Geologian tutkimuskeskus 1998: Vuoden 1997 tulosraportointi (sivut 10-11)
  22. Via Helsinki, The Magazine for Helsinki-Vantaa Travellers: Is This Place Worth Millions? (pdf) 2009. Finavia. Viitattu 17.11.2012. (englanniksi)
  23. Helsingin Sanomat 26.2.2006
  24. Konfliktitimantit Timantit.com. Viitattu 14.5.2007.
  25. Otavan suuri ensyklopedia, 9. osa (Sukunimi turbiini), s. 7189–7191, art. Timantti. Otava, 1981. 951-1-05957-2.
  26. Teollisuustimantit www.kulta-aika.fi. Viitattu 4.4.2022.
  27. Venäjältä löytyi maailman ensimmäinen "matrioska-timantti"- kaksi jalokiveä on sisäkkäin www.iltalehti.fi. Viitattu 12.10.2019.

    Aiheesta muualla

     

    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.