Elmas, karbon atomlarının elmas örgü olarak adlandırılan önyüz merkezli kübik kristal yapıda düzenlendiği, metastabil bir karbon alotropudur. Elmas, grafitten daha az kararlıdır, ancak, elmastan grafite dönüşüm oranı, standart koşullarda önemsizdir. Atomları arasındaki kuvvetli kovalent bağa dayanan, en üst düzeyde fiziksel özelliklere sahip bir madde olarak bilinir. En yüksek sertliğe ve ısıl iletkenliğe sahiptir. Bu özellikleri nedeniyle, sanayide kullanılan kesme ve cilalama aletlerinde elmas birinci sırada yer almaktadır.
Son derece sağlam yapısı nedeniyle, bor ve azot gibi çok az sayıda yabancı maddelerden etkilenebilir. Atomlarının milyonda biri oranındaki bir kirlenme elmasın mavi (bor etkisiyle), sarı (azot etkisiyle), yeşil (radyasyon etkisiyle) gibi renkler almasına yol açar. Elmas ayrıca ışığı dağılıma uğratan optik güce sahiptir
Doğal elmas, yüksek sıcaklık ve basınçla, yeryüzünün 140 ila 190 kilometre derinliklerinde oluşmuştur. Karbon içeren mineraller gerekli karbon kaynağını sağlamış ve elmasın oluşumu dünyanın yaşının yüzde 25’i ila yüzde 75’ine denk gelen, yaklaşık 1 milyar ila 3,3 milyar yılda gerçekleşmiştir. Elmas, volkanik patlamalardan akan ve soğuyan magmanın meydana getirdiği kimberlit ve lamproitler olarak bilinen kaya parçalarının içinde bulunmaktadır.
Dünya üzerinde bulunan elmasların hepsi magmadan kaynaklanmaz. Meteoritlerin elmas şeklinde karbon ihtiva ettiği bulunmuştur. Güney Amerika ve Afrika’da rastlanan karbonado denilen elmas türü, yaklaşık 3 milyar yıl önce göktaşlarıyla gelmiştir.
Elmas, ayrıca başka doğal yüksek basınç koşulları altında da oluşmuştur. Dünyaya çarpan göktaşlarının yarattığı kraterlerdeki elmas oluşumuna uygun yüksek basıncın ve sıcaklığın şokuyla, mikrometre ve nanometre boyutlarında, çok küçük mikro-elmas ve nano-elmaslar meydana gelmiştir. Rusya’da, bir asteroidin yarattığı Popigai kraterinde, trilyonlarca karat olduğu tahmin edilen dünyanın en büyük elmas yatağı bulunmaktadır.
Bilimsel kanıtlar, beyaz cüce yıldızların kristalize karbon ve oksijen çekirdeğine sahip olduğunu göstermektedir. Örneğin, Harvard Astrofizik Merkezi, 50 ışıkyılı uzaklıktaki BPM 37093 kod adlı cüce yıldızın, 4,000 km çapındaki çekirdeğini elmas olarak tanımladı.
Elmaslar, günümüz teknolojisiyle, sentetik olarak da üretilebilmektedir. Ayrıca, kübik zirkonya ve silikon karbür içeren ve çoğunlukla taklit (imitasyon) olarak adlandırılan, görünüşü ve birçok özelliğiyle elmasa benzeyen taşlar da söz konusudur. Doğal elmas, sentetik elmas ve elmas taklitlerini ayırt etmek için özel gemoloji teknikleri geliştirilmiştir.
Elmasın, ilk kez Hindistan’da, Penner, Krişna ve Godavari nehirleri boyunca uzanan alüvyon yataklarında bulunduğu ve en az 3.000 yıldır, ancak büyük olasılıkla 6.000 yıldır kullanıldığı düşünülüyor. Elmaslar, Antik Hindistan’da dinsel simgeler olarak kullanılmalarıyla, değerli taşlar sınıfında yer almıştır. Gravür aletlerindeki kullanımı da insanlık tarihi kadar eskidir. Elmasın popülerliği, büyüyen arz ve talep, gelişmiş kesme ve parlatma teknikleri, dünya ekonomisindeki büyüme ve reklam kampanyalarıyla 19. yüzyıldan bu yana hızla artmıştır.
1772’de Fransız bilim adamı Antoine Lavoisier, güneş ışınlarını bir elmas üzerinde yoğunlaştırmak için mercek kullandı ve yanma sonucu ortaya çıkan tek ürünün, elmasın karbondan oluştuğunu kanıtlayan karbondioksit olduğunu gösterdi. 1797’de İngiliz kimyager Smithson Tennant bu deneyi tekrarladı ve ayrıntılandırdı. Yanan elmas ve grafitin aynı miktarda gazı serbest bıraktığını göstererek, bu maddelerin kimyasal denkliğini buldu.
Elmasın bugünkü en bilinen kullanımı, antik çağlardan beri takılarda süsleme için yer almasıdır.Ayrıca, sert malzemeleri kesmek için endüstriyel aşındırıcı olarak kullanılmaktadır. 20. yüzyılda, gemoloji uzmanları, özelliklerine göre elmasların derecelendirilmesi yöntemlerini geliştirdi. Şu dört özellik elmasın değerinin temel tanımlayıcıları olarak yaygın olarak kullanılmaktadır: 1- Karat (ağırlık), 2- Kesim (orantılara göre derecelendirilmiş kesme kalitesi, simetri ve cila), 3- Renk (ne kadar beyaza yakın ya da renksiz olduğu), 4- Netlik (inklüzyon azlığı).
