質問: フラーレン、黒鉛、ダイヤモンドといえばいずれもどんな元素から出来ている物質でしょう?
回答: 炭素

タイトル: フラーレン
フラーレン (英: fullerene [ˈfʊləˌriːn]、独: Fulleren [fʊləˈreːn]) は、閉殻空洞状の多数の炭素原子のみで構成される、クラスターの総称である。共有結合結晶であるダイヤモンドおよびグラファイトと異なり、数十個の原子からなる構造を単位とする炭素の同素体である。呼び名はバックミンスター・フラーの建築物であるジオデシック・ドームに似ていることからフラーレンと名づけられたとされる。最初に発見されたフラーレンは、炭素原子60個で構成されるサッカーボール状のような構造を持ったC60フラーレンである。

タイトル: アザフラーレン
アザフラーレン(Azafullerene)は、炭素原子が窒素原子で置換されたヘテロフラーレンである。また、ダイヤモンドより硬いと予測される六方晶窒化炭素を含む窒化炭素の分類にも入る。最初に発見されたフラーレンであるバックミンスターフラーレンは、1985年にライス大学のリチャード・スモーリー、ロバート・カール、ジェームズ・ヒール、ハロルド・クロトーによって合成された。フラーレンは、炭素原子が空洞の球、楕円体、チューブ、その他の形を取った物質である。球状のフラーレンは、バッキーボールとも呼ばれ、サッカーボールに似た形をしている。フラーレンの構造は、六員環で構成されたグラフェンのシートが積み重なったグラファイトの構造に似ているが、フラーレンは五員環(また時には七員環)も持つ。アザフラーレンは、1997年に初めて発見され、カリフォルニア州サイエンスフェアで発表された。

タイトル: ダイヤモンドの物質特性
ダイヤモンドの結晶欠陥の有無により主に4つに分類される。微量の不純物が炭素原子と置換され、時に格子欠陥をも引き起こすが、様々な色を帯びたダイヤモンドを作り出す。大抵のダイヤモンドは電気絶縁体であるが、優れた熱伝導体にもなる。他の鉱物と異なり、産地や不純物の有無を含め、全てのダイヤモンド結晶の比重はほぼ一定である。

タイトル: ダイヤモンド
採掘によって得られるもの(「天然ダイヤモンド」)と、合成によって得られるもの(「合成ダイヤモンド」)がある。ダイヤモンドの結晶は、等軸晶系であり、多くが八面体や十二面体をしている。地球内部の非常に高温高圧な環境で生成されるダイヤモンドは定まった形では産出されず、必ずしも角張っているわけではない。炭素の同素体にはダイヤモンド、グラファイト(黒鉛)、フラーレンなどがあり、それぞれ結合に使われている価電子の数が異なっている。その中でダイヤモンドはダイヤモンド結晶構造(英語版)と呼ばれる、炭素Cの価電子4個が全て結合に使われている構造の物質である。

タイトル: フラーレン
炭素の同素体で、フラーレンの一種に分類されることがある。詳しくはカーボンナノチューブを参照。フラーレンを原料に高温高圧下で生成される物質。ダイヤモンド・ナノロッド凝集体(Aggregated diamond nanorod、ADNR)とも呼ばれる。市販の多結晶質ダイヤモンドより3倍程度硬い(摩耗抵抗、破壊靱性)とされる。詳しくはハイパーダイヤモンドを参照。

タイトル: フッ素
古くから製鉄などにおいて、フッ素の化合物である蛍石(CaF2)が融剤として用いられた。たとえば、ドイツの鉱物学者ゲオルク・アグリコラは1530年に著書『ベルマヌス(Bermannus, sive de re metallica dialogus)』において、蛍石を炎の中で加熱し、融解させると、融剤として適切であると記している。1670年には、ドイツのガラス加工業者のハインリッヒ・シュヴァンハルト(Heinrich Schwanhard)が蛍石の酸溶解物にガラスをエッチングする作用があることに気づいた。蛍石に硫酸を加えると発生するフッ化水素は1771年、カール・シェーレが発見していた。フランスのアンドレ=マリ・アンペールは、未知の元素が蛍石(Fluorite)に含まれる可能性から、未発見の新元素に「fluorine」と名付けた。

タイトル: フッ化銀
フッ化銀(フッかぎん、英: silver fluoride)とは、フッ素と銀からなる無機化合物である。銀のフッ化物にあたる。銀の酸化数が1/2, 1, 2, 3の化合物が知られており、それぞれ一フッ化二銀、フッ化銀(I)、フッ化銀(II)、フッ化銀(III)と呼ばれる。酸化数の多様性以外にも、フッ化銀は他のハロゲン化銀と性質が大きく異なる。

タイトル: 物質設計
しかしたとえば金属のような結晶性物質の場合その特性は、原子の数が天文学的量になるため統計量を用いる熱力学的なアプローチにより解決する方向が主流である。しかしながら熱力学的等方性近似が破綻する遷移金属化合物や強相関相互作用系結晶の場合などは量子的解析な方向性が強く求められ、そこに様々な魅力的材料物性発現の報告例がみうけられる場合が多い。 金属の場合、物質設計は材料設計ということが多くこれは、合金設計とプロセス設計の二つを包括する概念である。合金設計の中は大別すると成分設計と材料(予測)評価に分けられる。

タイトル: ジルコニア
ジルコニアにイットリウム、カルシウム、マグネシウム、ハフニウムなどを、4パーセントから15パーセント程度添加した安定化ジルコニアは、立方晶安定化ジルコニア、あるいは単に立方晶ジルコニア(英語版) (cubic zirconia, CZ) と呼ばれる。立方晶ジルコニアは、モース硬度が8から8.5とコランダム(サファイヤ、ルビー)に次いで硬く、また、ダイヤモンドと同程度の高い屈折率を持つため、宝飾品に用いる。当初は「模造ダイヤモンド」と呼ばれていた。1カラット当たり1ドル以下と安価で、比較的大型の結晶も得られ、金属元素の添加で赤、橙、青、緑、ピンク、琥珀色など様々な色のCZが得られる。

タイトル: 輝蒼鉛鉱
輝蒼鉛鉱(きそうえんこう、Bismuthinite)は硫化鉱物の一つ。輝安鉱との中間成分をもつものに、幌別鉱という変種名がつけられている。

タイトル: ダイヤモンドの物質特性
2004年4月、学術雑誌ネイチャーの報告によれば、高温高圧法によりホウ素をドープした合成ダイヤモンドは、超伝導へ遷移する温度である4 K以下では、大半は超伝導体になる。多くの化学蒸着技術により十分に合成されたホウ素ドープ薄膜は後に超伝導が見受けられ、超伝導へ遷移する最高温度は2009年現在で11.4 Kを記録した。

タイトル: フロギストン説
すなわちラヴォアジエは、金属の燃焼に関して、従来の金属 → 金属灰 + フロギストン金属 + 酸素 → 金属灰という理論を作り上げたことになる。なお、ラヴォアジエが空気の成分とした二つの気体のうちのもう一方は、燃焼には関わりのない気体で、ラザフォードが「フロギストン空気」と名付けたものである。ラヴォアジエはこれを「アゾート」(ギリシア語で「生命が無い」という意味)と名付けた。現在ではこの気体は窒素と呼ばれている。ラヴォアジエはフロギストン説に代わる新しい燃焼理論を提唱したが、発表当時、この理論では説明のつかない事例が存在した。それは、キャヴェンディッシュが発見した、金属に酸を加えるとフロギストン(水素)が発生するという現象である。キャヴェンディッシュによるフロギストン説では、この現象は簡単に説明できる。すなわち、金属とは金属灰とフロギストンが結合したものなのであるから、これに酸を加えると

タイトル: ステンレス鋼
2成分系合金の状態図とは、縦軸に温度を取り、横軸に2つの元素の質量比を取り、温度と質量比によって決まる熱力学的平衡状態の金属組織を示す図である。鉄・クロム系2元状態図によると、クロム濃度 0 % のとき約 900–1400 °C の範囲で組織はオーステナイトとなる。クロム濃度を 0 % から増やすと、オーステナイトが存在する温度域は狭くなっていき、ついにはオーステナイトは存在しなくなり、組織は融点までフェライト単相となる。このように、濃度を増やすとフェライトが生成する方に寄与する元素を「フェライト生成元素」「フェライト形成元素」「フェライト安定化元素」などと呼ぶ。クロムの他にも、フェライト形成元素にはモリブデン、チタン、ニオブ、ケイ素などがある。一方、鉄・クロム系2元状態図上では、高温でクロム濃度が低い範囲まではオーステナイトが存在する。

タイトル: ローズメタル
ローズメタルは50%のビスマス、25-28%の鉛、22-25%のスズで構成されており、融点は94°Cまたは98°C(華氏温度では201°Fまたは208°F)。凝固時に感知できるほど収縮または膨張しないこの特性には、ビスマスの質量分率が関係している。

タイトル: 酸化アルミニウム
酸化アルミニウム(さんかアルミニウム、英: aluminium oxide)は、化学式がAl2O3で表されるアルミニウムの両性酸化物である。通称はアルミナ(α-アルミナ)、礬土(ばんど)。天然にはコランダム、ルビー、サファイアとして産出する。おもに金属アルミニウムの原料として使われるほか、硬度を生かして研磨剤、高融点を生かして耐火物としての用途もある。立方晶系のγ-アルミナは高比表面積を持つことから触媒として重要である。

タイトル: ロザリンド・フランクリン
ロザリンド・エルシー・フランクリン(英語:Rosalind Elsie Franklin、1920年7月25日 - 1958年4月16日)は、イギリスの物理化学者、結晶学者である。石炭やグラファイト、DNA、タバコモザイクウイルスの化学構造の解明に貢献した。

タイトル: 研磨材
なお、立方晶窒化ホウ素がボラゾン(Borazon)、炭化ケイ素がカーボランダム(Carborundum)、コランダム質研磨材がアランダム(Alundum)と呼ばれることがあるが、それらはそれぞれを最初に工業化した会社の商品名である。コランダム質研磨材にはいくつかの種類がある。

タイトル: 自然カドミウム
その他の鉱物として黄銅鉱 (Chalcopyrite) 、斑銅鉱 (Bornite) 、黄鉄鉱 (Pyrite) 、輝銅鉱 (Chalcocite) 、方鉛鉱 (Galena) 、コランダム (Corundum) ルチル (Rutile) 、チタン鉄鉱 (Ilmenite) 、藍晶石 (Kyanite) 、硫化物、柘榴石、スピネルといった鉱物が共に産出する。

タイトル: ダイヤモンド類似石
これは相当に硬く(モース硬度7.5)もあるが、もっと重要なのは高い分散値 (0.039) を有しており、カットすることでかなりのファイアが見られることである。無色透明のジルコンはスリランカで2,000年前から採掘されている。現代のように鉱物学が発展する以前は、無色透明のジルコンは成長一歩手前のダイヤモンドであると信じられ、産地名から「マタラ・ダイヤモンド」と呼ばれていた。ジルコンは今でもダイヤモンド類似石としてたびたび市場に出ることがあるが、異方性であり強い複屈折 (0.059) が見られる点から簡単に区別できる。またかなり脆弱なことでも有名で、ガードルファセットの稜線に磨耗がよく見られることでもわかる。無色のジルコンほどではないが、無色透明の灰重石(タングステン鉱)もまた天然ダイヤモンド類似石の一つである。分散値 (0.

タイトル: 重晶石
バリウムの主要な鉱石である。

タイトル: ディアマンテ・ネグロ
ディアマンテ・ネグロ (diamante negro)「黒いダイヤモンド」を意味するスペイン語の語句。特定の人物の愛称などとして用いる場合は、定冠詞をつけて「エル・ディアマンテ・ネグロ (El Diamante Negro)」とされる。

タイトル: グレーチング
グレーチングの材質として鋳鉄(ダクタイル)、鉄、ステンレス、FRP、プラスチック、合成ゴム、アルミなどがある。鉄製のグレーチングは大気中の水分で錆が発生しやすいため、溶融亜鉛めっき・ナイロンコーティング・アルミ合金めっきなどの表面処理を行う。

タイトル: フェロニッケル
フェロニッケル(英語:ferronickel)は、鉄合金(フェロアロイ)の一種で、鉄とニッケルの合金の事である。製品とされるものの構成比はニッケル20〜40%、鉄80〜60%とされる。その製品の7割がステンレス鋼の原料に使われる。

タイトル: ハロゲン化アルカリ金属
大部分のハロゲン化アルカリ金属は、面心立方格子状に結晶化する。この構造では、金属もハロゲンも八面体の配置となり、各々のイオンの配位数は6となる。塩化セシウム、臭化セシウム、ヨウ化セシウムは体心立方格子状に結晶化し、より大きな金属カチオン(アニオンも同様)に関して、配位数は8となる。

タイトル: ビスマス
天然には硫化物(輝蒼鉛鉱)として主に産出するが、自然蒼鉛として単体での産出も知られている。鉱工業上はこれらの鉱物ではなく、主に鉛、モリブデン、タングステン精錬の副産物として生産される。18世紀にフランスのクロード・F・ジョフロアにより、単体であることが確認された。ビスマス鉱石を構成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。日本ではビスマス単産の鉱山は無く、恵比寿鉱山(タングステン)、足尾鉱山(銅)などで副産物としてビスマスが生産された。

タイトル: メレンスキー・リーフ
メレンスキーリーフは5つの異なる層で構成されている。第一層はまだらになった斜長岩あるいは輝石、ポイキリティックとダークカラーバンドで構成されている。まだらにされた斜長岩は、微量の石英、チタン石、アパタイト鉱物で構成されている。2番目の層は、基底クロミタイトの非常に不規則な粒子であるメレンスキークロミタイトである。3番目の層はメレンスキー・クロミタイトを含む2番目の層と似ているが、基本的なクロミタイトはコンパクトでサイズが小さくなっている。4番目の層はメレンスキー・ペグマタイトで、厚さ約2.6cmの粗粒ケイ酸塩で構成されている。第4層にはクロマイトはまばらで硫化物が存在する。5番目の層はメレンスキー・メラノライトで、細粒の黄銅鉱、石英、長石が豊富なマトリックスになっている。

タイトル: 光沢
金剛光沢(こんごうこうたく、英: adamantine lustre、adamantine luster)は、ダイヤモンドにおいて最も顕著にみられるような光沢である。そのような鉱物は透明もしくは半透明であり、1.9を超える高い屈折率を有している。金剛光沢を有する鉱物は非常に稀であり、その例として白鉛鉱(英語版)やジルコンが挙げられる。後述の瑠璃光沢を有する鉱石の中で、金剛光沢よりはやや劣るものの屈折率が高く他の鉱石と比較して金剛光沢に近い光沢を有するものは亜金剛光沢 (subadamantine) と呼ばれる事もある。その例としては柘榴石(屈折率1.73 - 1.89)やコランダム(屈折率1.76 - 1.77)が挙げられる。ガラス光沢(ガラスこうたく、英: vitreous lustre、vitreous luster)は、ガラスのような光沢のことである。

タイトル: ダイヤモンド類似石
078) と分散値 (0.051) からダイヤモンド光沢を呈し、宝石マニアには珍品として高い評価があるからだ。でも、その柔らかさとは別に高い比重 (6.51) や異方性から来る高い複屈折率 (0.271) からも簡単に見分けがつく。珍品と言われるファンシー(カラー)ダイヤモンドにも類似石が存在し、ジルコンがその目的に用いられることもある。茶色いジルコンを高温に加熱すると、鮮やかな色に変わることがあるからだ。中でもスカイブルー、ゴールデンイエロー、赤がよく見られる。ブルージルコンが一番多いが、この色は決して安定しておらず、長期間紫外光(太陽光に含まれる紫外線帯)に曝すことで褪色する。加熱処理はまたジルコンの結晶構造を変化させるので石は脆くなり、また特徴的な内包物が出る。それとは別のファンシーダイヤモンド類似石は閃亜鉛鉱であるが、この石も相当に脆い。

タイトル: カリセン
カリセン(Calicene)またはトリアペンタフルバレン(Triapentafulvalene)は、化学式C8H6のフルバレン系炭化水素である。シクロペンタジエン環とシクロプロペン環が結合した構造を持つ。

タイトル: 砂白金
数ミリメートル程度以下の大きさで不定形なのが通例であるが、ごく稀に六角形など規則的な形状を示す。一粒が単一の鉱物である場合や、複数の鉱物から構成された集合体の場合がある。構成する元素としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金(プラチナ)などがある。不純物として鉄を含む場合も多く、また、ヒ素と白金族の化合物も砂白金中には含まれる。 外観としては、比較的硬度の低い白金を主体としたものは砂金と同様に丸く磨耗した形状をしている場合が多い。しかし、硬度が高いイリジウムを主体としたものは角ばった形状をしている場合が多く、一部には六角板状の自形結晶も存在する。色については、銀白色から灰色、青みがかったもの、薄くピンク色を帯びたものなど、千差万別で一定しない。

タイトル: フッ化物
フッ化物(フッかぶつ、弗化物、fluoride)とはフッ素とほかの元素あるいは原子団とから構成される化合物である。フッ素は最大の電気陰性度を持つ元素であるため、HF3 などごく一部の例外を除き、化合物の中では酸化数が -1 とされる。イオン性あるいは分子性のフッ化物が知られているが分子性フッ化物は液体のものが多く、常温で気体や固体のものも少数見られる。イオン性のフッ化物でも一般に融点の低いものが多い。イオン性のフッ化物の構成要素となる、フッ素原子が電子を1個得て単独でイオン化した陰イオン (F) はフッ化物イオンと呼ばれる。フッ素イオンと言う名称は、現在推奨されていない。

タイトル: 鉱物
鉱物(こうぶつ、英: mineral、ミネラル)とは、一般的には、地質学的作用により形成される、天然に産する一定の化学組成を有した無機質結晶質物質のことを指す。一部例外があるが(炭化水素であるカルパチア石など)、鉱物として記載されるためには、人工結晶や活動中の生物に含まれるものは厳密に排除される。また鉱物は、固体でなければならない。