Produksi unsur karbon
Sampai 1955, semua berlian diperoleh dari alam, yang paling banyak
ada di Afrika Selatan tetapi terdapat juga di Brazil, Venezuela, Guyana Inggris
(sekarang Republik Guyana), dan Siberia. Sumber tunggal yang dikenal di Amerika
Serikat adalah di Arkansas. Sumber utama berlian adalah batu peridotic yang
disebut kimberlite yg bersifat lembut dan berwarna. Berlian yang ditemukan
dalam struktur vulkanik disebut pipa; tetapi banyak berlian terjadi pada
endapan aluvial yang mungkin dihasilkan dari pelapukan sumber primer. Temuan
terisolasi di seluruh dunia di daerah-daerah di mana tidak ada sumber sampai
saat ini belum ditemukan. Stok berlian dari alam didapat dengan menghancurkan,
berdasarkan gravitasi dan flotasi pemisahan, dan penghapusan berlian melalui
lapisan lemak di atas tempat yang cocok. Produk yang dihasilkan:
(1) diamond yang tepat-terdistorsi dari kubik kristal, batu
permata berkualitas bervariasi dari berwarna merah, pink, biru, hijau, dan
kuning;
(2) bort menit, kristal gelap abrasif tapi tidak berkualitas
seperti permata;
(3) ballas- kristal acak abrasive berorientasi yang
berkualitas;
(4) macles-segitiga, kristal berbentuk bantal yang berguna bagi
dunia industri; dan
(5) Carbonado. Campuran
kristal berlian dan grafit yang mengandung kotoran-kotoran.
Konversi grafit menjadi berlian di laboratorium berhasil
dibuat pada tahun 1955. Prosedur ini melibatkan penggunaan tekanan dan suhu
yang sangat tinggi secara terus-menerus dengan besi sebagai pelarut atau
katalis. Selanjutnya, kromium, mangan, kobalt, nikel, dan tantalumdigunakan
untuk menggantikan besi. Berlian
sintetis sekarang diproduksi di beberapa negara di tempat bahan-bahan alami ditemukan
sebagai industri abrasive.
Grafit terjadi secara alami di banyak daerah, stok terbesar
di alam berada di Korea Selatan, Austria, Cina, Meksiko, Madagaskar, Jerman,
Sri Lanka, dan Rusia. Kedua teknik pertambangan permukaan-dan mendalam masih
digunakan, diikuti oleh flotasi, tetapi sebagian besar dari grafit komersial
diproduksi dengan memanaskan minyak bumi kokas dalam tanur listrik. Membentuk
kristalisasi yang lebih baik, yang dikenal sebagai pirolitik grafit, diperoleh
dari dekomposisi hidrokarbon molekul rendah-berat oleh panas. Serat grafit memiliki
kekuatan tarik yang cukup besar yang diperolehdari karbonisasi serat organik
alami dan sintetis.
Produk karbon amorf diperoleh dengan memanaskan batubara
(untuk memberikan coke), gas alam (untuk memberikan kulit hitam), atau bahan
karbon dari nabati atau hewani, seperti kayu atau tulang (untuk memberikan
arang), pada suhu yang bertahap sehingga oksigen tercukupi untuk memungkinkan
pembakaran. Juga menghasilkan produk Volatile yang digunakan secara terpisah.
Struktur alotrop karbon
Ketika suatu elemen ada dalam lebih dari satu bentuk
kristal, bentuk-bentuk itu disebut alotrop; dua alotrop paling umum dari karbon
adalah berlian dan grafit. Struktur kristal berlian adalah atom karbon array
tiga-dimensi tak terbatas, yang masing-masing membentuk struktur di mana
masing-masing ikatan membuat sudut yang sama dengan tetangga-tetangganya. Jika
ujung-ujung ikatan terhubung, struktur membentuk tetrahedron, piramida tiga
sisi yang memiliki empat wajah (termasuk dasar). Setiap atom karbon terikat
secara kovalen pada empat sudut tetrahedron empat atom karbon lainnya. Jarak
antara ikatan atom karbon sepanjang 1.54 × 10-8 sentimeter, dan ini
disebut panjang ikatan tunggal. Ruang kisi berlian dapat divisualisasikan
sebagai atom karbon dalam kerutan heksagonal (enam sisi) cincin yang terletak
kira-kira dalam satu tempat, tempat pembelahan alami kristal; dansusunan heksagonal
ini, cincin-cincin yang mengerut ditumpuk sedemikian rupa sehingga keempat atom
di setiap lapisan terletak dalam posisi yang sama seperti yang ada di lapisan
pertama. Urutan susunan lapisan akan seperti ABCABCA. . . . Struktur kristal
tersebut hanya dapat dihancurkan oleh pecahnya ikatan-ikatan yang kuat: dengan
demikian kekerasan ekstrim, suhu sublimasi tinggi, diduga titik leleh yang
sangat tinggi (ekstrapolasi dari perilaku yang dikenal), dan mengurangi
reaktivitas kimia dan sifat isolasi konsekuensi semua struktur kristal. Karena
kedua arah sumbu tetrahedral, terdapat empat orientasi spasial atom karbon yang
mengarah ke dua tetrahedral dan dua oktahedral (delapan berwajah) bentuk
berlian.
