Если сможете заточить вершину БРИЛЛИАНТА до одного атома, то там будет один атом.
Обычно же, инструмент, которым гранят алмазы, превращая их в бриллианты, не обладает настолько мелкой зернистостью, что бы отрывать отдельные атомы.
Причиной, как уже сказал Сергей МИДИмэн, является то, что алмаз и графит имеют различную структуру. Но причину, почему это различие приводит именно к такой разнице в свойствах, он не раскрыл.
Алмаз представляет собой структуру, в которой каждый атом углерода находится в sp3-гибридном состоянии и связан с четырьмя ему подобными. При этом каждая из связей насыщена, свободных валентностей нет и электроны полностью заполняют валентную зону, образованную молекулярными орбиталями, связывающими атомы углерода между собой. При этом все электроны локализованы -- чтобы придать электрону дополнительную энергию для его перемещения, нужно перевести его на соседний уровень внутри зоны, а все уровни заняты. Принцип Паули запрещает находиться двум одинаковым электронам в одной системе, поэтому чтобы "оторвать" электрон и сделать его свободным, нужно придать ему энергию порядка энергии связи углерод-углерод. Такая энергия соответствует дальнему УФ излучению, для которого алмаз непрозрачен. А видимое излучение алмаз пропускает, так как энергии его квантов не хватает для того, чтобы изменить энергию электронов.
У графита ситуация другая. Каждый атом углерода связан с тремя другими атомами (sp2-гибридизация) и четвертый электрон остается "лишним". Эти "лишние" электроны образуют общее для всех атомов слоя электронное облако над и под слоем. В этом облаке электроны делокализованы и свободно перемещаются, чем обеспечивается высокая проводимость графита и сильное поглощение света с любой длиной волны.
Если долго мучаться, что-нибудь получится. Берёте углерод, в любой его ипостаси, сильно-сильно сжимаете и сильно-сильно греете. Ну где-то 50 тысяч атмосфер и 2000 градусов. Тогда углерод будет постепенно превращаться в алмаз.
Альтернативный путь - осаждение алмазной плёнки из газовой фазы, но там исходный реагент не углерод, а метан (смесь газов, вообще говоря, но в основном метан). В ходе реакции свободный углерод будет осаждаться в виде алмаза.
Проще всего понять разницу между аомазом и графитом, рассмотрев как построены их кристаллические решетки. Вот на этом рисунке и представлены расположения атомов углерода в графите и алмазе.
Так что уникальная твердость алмаза связана с тем что структура вещества состоит из связанных в единую конструкцию атомов углерода. А у графита между слоями нет химических связей и естественно он резко проигрывает по прочности алмазу.
Во-первых, переходом алмаза в графит. Переход алмаза в графит легко происходит при температуре 1750°С в вакууме или в среде инертного газа. В том, что получился графит, убеждаемся с помощью рентгенофазового анализа и измерением физических констант.
Во-вторых, сжигаем алмаз и графит в кислороде, в результате чего получаем идентичный продукт реакции -- углекислый газ. Для идентификации углекислого газа используем ИК-спектроскопию и качественные реакции (например, осаждение карбоната кальция).
С помощью инструментальных методов (например, рентгенофлюоресцентн<wbr />ый анализ) определяем, что обе формы содержат только атомы углерода.
