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金刚石的物理性质
金刚石的性质
金刚石
的莫氏硬度为
10;
由于硬度最高
,
金刚石
的切削和加工必须使用
钻石粉或
激光
(
比如
< br>532nm
或者
1064nm
波
长激光
)
来进行。
金刚石
的密度为
3.52g/cm3,
折射率为
2.417(
在
500
纳
米光波下
),
色散率为
0.044
。
金刚石的化学性质
金刚石
是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体
,
是
指经过琢磨的
金刚石
。
金刚石
是无色正八面体晶体
,<
/p>
其成分为纯碳
,
由碳原子以四
价键链接
,
为目前已知自然存在最硬物质。
由于金刚石中的
C-C
键很强
,
所有的价
电子都参与了共价键的形成
,
没有自由电子
,
所以
金刚石
硬度非常大
,
熔点在华氏
6900
度
,
金刚石在纯氧中燃点为
720~800
℃
,
在空气中为
850~1000
< br>℃
,
而且不导
电。
金刚石
俗称
“金刚钻”<
/p>
。
也就是我们常说的
钻石
的原身，
它是一种由碳元素组成的矿物，
是碳元素的同
素异形体。
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
金刚石
的用途非常广
泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造
金刚石。也是贵
重
宝石
。
中文名：
金刚石
化学式：
C
外文名：
diamond
绝对硬度：
10000-2500
别称：
金刚钻
熔点：
3550℃
-
4000℃
1
金刚石的化学式
金刚石
(
其
中纯净的叫钻石
)
的化学式
C----
4
个
C(
碳原子
)
，空间结构为稳定的正三棱
锥交替链接而成
.
金刚石是原子晶体，一块金刚石是一个巨分子，
N<
/p>
个
C
的聚合体。只能用
< br>它的元素符号加注释来表示
[C(
金刚石
)]
。
钻石就是我们常说的金刚石
，它是一
种由碳元素组成的矿物。金刚石是自然界中最坚
硬的物质，
因此
也就具有了许多重要的工业用途，
如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻
头、拉丝模。还被作为很多精密仪器的部件。
金刚石与石墨同属于碳的单质。
是一种具有超
硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之
王”和宝石之王
的美称，金刚石的结晶体的角度是
54
度
44
分
8
秒。
20
世纪
50
年代，美国以石墨为原料，
在高温高压下成功制造出人造金刚石。
人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，
虽然造出大
颗粒的金刚石还很困难
（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城）
，
但是已经可以制成了金
刚石薄膜。
金刚石的结构在地球上产出的多为正四面体，
六面体与十二面体的等轴体的结构
。
而在空间陨落的陨石金刚石体是一种立方体的六方晶系的六轴晶相，
< br>属六方晶系陨石金刚石。
2
金刚石结构性质
金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。
在钻石晶体中，
碳原子按四面体成键方式互相连接，
组成无限的三维骨架，
是典型的原
子晶体。
每个碳原子都以
SP3
杂化轨道与另外
4
个碳原子形成共价键，
构成正四面体。
由于
钻石中的
C-C
键很强，
所以所有的价电子都参与了共价键的形成，
没有自由
电子，
所以钻石
不仅硬度大，熔点极高，
而且不导电。在工业上，
钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工
具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。
钻石的摩氏硬度为
10
；由于在自然界物质中硬度最高
，钻石的切削和加工必须使用钻
石粉来进行。钻石的密度为
3.
52g/cm3
，折射率为
2.417
，色散率为
0.044
。
3
人造金刚石
人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉
积法。
高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极
高，为世界之最。
化学气相沉积法仍主要存在于实验室中。
二氧化碳逆转变成金刚石：
国内一家
单位宣称传在
440
度的低温下即可实现这一转变，
然而相关论文一经发表即遭到他国相关领域专家的强烈质疑，
而且论文存在
一稿多投的现象，
文中数据也有严重不妥。
虽然相关人员在相关
学术刊物中进行了答疑，
此科研成果还是被质
疑是国内科研造假
又一案例。但是最终不了了之。
4
金刚石是钻石吗
< br>金刚石就是我们常说的钻石（钻石是它的俗称），它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石
是自然界中最坚硬的物质，
因此也就具有了许多重要的工业用途，
< br>如精细研磨材料、
高硬切
割工具、各类钻头、拉丝模。金
刚石还被作为很多精密仪器的部件。金刚石有各种颜色，从
无色到黑色都有。
它们可以是透明的，
也可以是半透明或不透明。
多
数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高，
色散性能也很
强，
这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原
因。
金刚石在
X
射线照射下会发出蓝绿色荧光。<
/p>
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是
它们的原生地岩石，
其他地方的金刚石都是被河流、
冰川等搬
运过去的。
金刚石一般为粒状。
如果将金刚石加热到
1000
℃时，
它会缓慢地变成石墨。
5
金刚石和石墨
石墨和金刚石都属于碳单质，
他们的
化学性质完全相同，
但金刚石和石墨不是同种物质，
它们是由相
同元素构成的同素异型体。
所不同的是物理结构特征。
二者的化
学式都是
C
。
石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。
金刚石原子间是立体的正四面体结构。
金刚石和石墨的熔点比较：
金刚石的
熔点是
3550
℃，
石墨的熔点是
3652
℃～
3697
℃
(
升华
)
。
石墨熔点高于金刚石。
从片层内
部来看，石墨是原子晶体；从片层之间来看，石墨是分子晶体
(
总体说来，石
墨应该是混合型晶体
)
；
而金刚石是原子晶体。石
墨晶
体的熔点反而高于金刚石，似乎不
可
思议，但石墨晶体片层内共价键的键长是
1.42
×
10
－
10m
，金刚石晶体内共价键的键长是
1.55
×
10
－
10m
。同
为共价键，键长越小，键能越大，键越牢固，破坏它也就越难，也就需
要提供更多的能量
，
故而熔点应该更高。
(
主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高
)
6
金刚石硬度
摩氏硬度
10
，新摩氏硬度
15
，显微硬度
100
00kg/mm2
，显微硬度比石英高
1000
倍，比
刚玉高
150
倍。
金刚石硬度具有方向性，
八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度
，
菱形
十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
依照摩氏硬度标准
(Mohs
hardness
scale)
共分
10
级，
钻石
(
金刚石
)
为最高级第
10
级；
如小刀其硬度约为
5
.5
、铜币约为
3.5
至
4
、指甲约为
2
至
3
、玻璃硬度为
6
。<
/p>
等级
1
滑石
等级
2
石膏
等级
3
方解石
等级
4
萤石
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