金剛石是晶體嗎 金剛石是什么物質(zhì)

金剛石（diamond），俗稱“金剛鉆”，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，化學式為C，也是常見的鉆石的原身。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì)。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。

金剛石是晶體嗎

金剛石是典型的原子晶體。金剛石，俗稱“金剛鉆”，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，化學式為C，也是常見的鉆石的原身。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì)。

金剛石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。金剛石是無色正八面體晶體，其成分為純碳，由碳原子以四價鍵鏈接，為已知自然存在最硬物質(zhì)。

金剛石是什么物質(zhì)

金剛石（diamond），俗稱“金剛鉆”，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，化學式為C，也是常見的鉆石的原身。金剛石結(jié)構(gòu)分為等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系。

在金剛石晶體中，碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構(gòu)成正四面體。由于金剛石中的C-C鍵很強，所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點極高，而且不導(dǎo)電。在工業(yè)上，金剛石主要用于制造鉆探用的探頭和磨削工具，形狀完整的還用于制造首飾等高檔裝飾品，其價格十分昂貴。

金剛石的性質(zhì)

物理性質(zhì)

1、硬度

莫氏硬度10，新莫氏硬度15，顯微硬度10000kg/mm2，顯微硬度比石英高1000倍，比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性，八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度，菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。

依照莫氏硬度標準（Mohs hardness scale）共分10級，鉆石（金剛石）為最高級第10級；如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

由于硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用金剛石粉或激光（比如532nm或者1064nm波長激光）來進行。金剛石的密度為3.52g/cm3，折射率為2.417（在500納米光波下），色散率為0.044。

2021年8月，新型非晶材料（AM-III）在燕山大學亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學實驗室成功合成。據(jù)專家介紹，AM-III密度與金剛石相當，維氏硬度HV高達113 GPa，可劃傷單晶金剛石。

2、顏色

金剛石有各種顏色，從無色到黑色都有，以無色的為特佳。它們可以是透明的，也可以是半透明或不透明。許多金剛石帶些黃色，這主要是由于金剛石中含有雜質(zhì)。 金剛石的折射率非常高，色散性能也很強，這就是金剛石為什么會反射出五彩繽紛閃光的原因。

金剛石在X射線照射下會發(fā)出藍綠色熒光。金剛石原生礦僅產(chǎn)出于金伯利巖筒或少數(shù)鉀鎂煌斑巖中。金伯利巖等是它們的母巖，其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。金剛石一般為粒狀。如果將金剛石加熱到1000℃時，它會緩慢地變成石墨。

引用亞洲寶石協(xié)會（GIG）報告：金剛石的化學成分為C，與石墨同是碳的同質(zhì)多象變體。在礦物化學組成中，總含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等雜質(zhì)元素，以及碳水化合物。

金剛石礦物晶體構(gòu)造屬等軸晶系同極鍵四面體型構(gòu)造。碳原子位于四面體的角頂及中心，具有高度的對稱性。單位晶胞中碳原子間以同極鍵相連結(jié)，距離為154pm。常見晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六八面體等。

化學性質(zhì)

金剛石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。金剛石是無色正八面體晶體，其成分為純碳，由碳原子以四價鍵鏈接，為已知自然存在最硬物質(zhì)。由于金剛石中的C-C鍵很強，所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以金剛石硬度非常大，熔點在華氏6900度，金剛石在純氧中燃點為720~800℃，在空氣中為850~1000℃，而且不導(dǎo)電。