Di Karen G. Blaettler – Aggiornato il 30 agosto 2022
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I cristalli di quarzo e diamante rivelano la loro identità attraverso forme cristalline distinte, densità, indice di rifrazione, durezza e sfaldatura. Il quarzo forma cristalli allungati a sei lati con un'unica estremità terminale, mentre i diamanti crescono come cristalli isometrici a otto lati che sono più o meno uguali in lunghezza e larghezza. Queste differenze, combinate con le loro proprietà fisiche uniche, consentono un'identificazione affidabile, sia utilizzando test non distruttivi che, quando necessario, metodi distruttivi.
In natura, la disposizione interna degli atomi determina la crescita dei cristalli. Il quarzo, composto da biossido di silicio (SiO₂), cristallizza in un reticolo esagonale, producendo prismi lunghi e sottili che tipicamente terminano in un'unica piramide esagonale. Il raro quarzo “diamante” Herkimer può presentare terminazioni su entrambe le estremità. Al contrario, il reticolo di carbonio puro del diamante forma cristalli cubici (isometrici). Queste forme a otto lati appaiono spesso come due piramidi unite alla base, con tutte le dimensioni quasi identiche indipendentemente dall'orientamento.
La densità è la massa per unità di volume; il peso specifico confronta quella densità con l'acqua. La misurazione della densità di campioni irregolari può essere ottenuta tramite lo spostamento dell'acqua. Per i minerali, il peso specifico è più comune:pesare il cristallo nell'aria, poi nell'acqua, e dividere il peso dell'aria per il peso dell'acqua. Il quarzo mostra tipicamente un peso specifico di 2,6–2,7, mentre il diamante varia da 3,1 a 3,53. Di conseguenza, un diamante di pari dimensioni risulterà notevolmente più pesante del quarzo.
Entrambi i minerali brillano, ma le loro firme ottiche differiscono. La lucentezza descrive il modo in cui la luce si riflette su una superficie:il quarzo ha una lucentezza vitrea (vetrosa), mentre il diamante mostra una lucentezza adamantina. L'indice di rifrazione, una metrica più precisa, misura come la luce si piega quando passa da un mezzo all'altro. L’indice del quarzo è compreso tra 1.544 e 1.553; quello del diamante è un sorprendente 2.418. Una prova pratica sul campo prevede l'immersione del cristallo in oli con indice di rifrazione noto. Il quarzo quasi svanirà nell'olio vegetale (1.47) o nell'olio wintergreen (1.536), mentre un diamante rimarrà chiaramente visibile.
La durezza, sulla scala di Mohs, è un indicatore diretto della resistenza di un minerale ai graffi. Il quarzo ha un punteggio di 7, mentre il diamante è in cima alla scala a 10. Un diamante può graffiare il quarzo, ma il quarzo non può graffiare il diamante. Anche i materiali più duri, come il topazio (8) e il corindone (9), graffieranno il quarzo ma non il diamante. Quando due diamanti vengono strofinati insieme, possono effettivamente graffiarsi a vicenda. La valutazione della sfaldatura richiede la rottura del cristallo:i diamanti mostrano piani di sfaldatura distinti paralleli a ciascuna faccia naturale, mentre il quarzo non mostra una vera sfaldatura, sebbene possa mostrare una divisione lungo piani interni indeboliti.
