安定性
酸などの化学物質や、温度変化に対する耐性を[安定性]といいます。
例えば同じ透明の物質でもガラスは加熱した後で急激に冷すと割れる危険性が高いものですが、安定性の秀でたダイアモンドは壊れません(液体窒素などを用いれば別ですが)。この理由は、ダイアモンドを構成する炭素原子が共有結合と呼ぶ様式で、強固に結合している事にあります。
■なぜ壊れるのか?
普通の物質は熱により膨張します(水は違いますが。製氷皿をご想像いただけるとお分かりの通り)。つまり熱によって原子間の距離が開く、という事です。そして冷めると元の体積に戻ります。この収縮率が大きければ大きい程、原子達の結束が乱れるので、壊れ易くなります。構造によっては縦方向と横方向で伸び方が異なるので、なおさらその様な熱の変化に耐え難くなるということもできます。ダイアモンドの場合には、隣接する原子同士が電子を共有し合い(共有結合)、堅固に結合していて膨張率が極めて低いので、熱の変化に優れた安定性を示すことになるのです。いわば隣り合う人同士が、互いの手首を握り合っているような様子でしょうか。
余談ながら、水晶(無色透明なクオーツ)を加熱後冷たい染料の中に入れると、無数のヒビができます。ヒビができた瞬間そこは真空であり、毛細管現象により染料がヒビの中に入り込む。結果として、緑の染料ならば緑の石のように見える。このようなヒビの入れ方を[急冷ヒビ入れ]あるいは[クエンチ クラックリング](quench-crackling)と呼びます。
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冷却ヒビ入れによって緑色に染色した無色のクオーツ(水晶)。2枚の写真は共に同じ石。検査液に浸すと、染料がヒビに入り込んでいる様子が分かる(写真右)。 |
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