金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石。2018年12月,加拿大出土了一顆重量高達552克拉的黃色鉆石,這使它成為了在北美洲發現的最大的一顆鉆石。
金剛石化學性質
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晶體,是指經過琢磨的金剛石。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。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℃,而且不導電。
金剛石結構性質
金剛石結構分為;等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鉆石。
在鉆石晶體中,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,構成正四面體。由于鉆石中的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,所以鉆石不僅硬度大,熔點極高,而且不導電。在工業上,鉆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手飾等高檔裝飾品,其價格十分昂貴。
鉆石的摩氏硬度為10;由于在自然界物質中硬度最高,鉆石的切削和加工必須使用鉆石粉來進行。鉆石的密度為3.52g/立方厘米,折射率為2.417,色散率為0.044。
金剛石光學性質
金剛石亮度(Brilliance)金剛石因為具有極高的反射率,其反射臨界角較小,全反射的范圍寬,光容易發生全反射,反射光量大,從而產生很高的亮度。
金剛石閃爍(Scintillation)金剛石的閃爍就是閃光,即當金剛石或者光源、 觀察者相對移動時其表面對于白光的反射和閃光。無色透明、結晶良好的八面體或者曲面體聚形鉆石,即使不加切磨也可展露良好的閃爍光。
金剛石色散或出火(Dispersion or fire)金剛石多樣的晶面象三棱鏡一樣,能把通過折射、反射和全反射進入晶體內部的白光分解成白光的組成顏色——紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光。
金剛石光澤(Luster)剛石出類拔萃般堅硬的、平整光亮的晶面或解理面對于白光的反射作用特別強烈,而這種非常特征的反光作用就叫作金剛光澤。
金剛石穩定性
金剛石化學性質穩定,具有耐酸性和耐堿性,高溫下不與濃HF、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融體中,或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時,表面會稍有氧化;在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高溫氣體中腐蝕。
金剛石還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導體性能。根據金剛石的氮雜質含量和熱、電、光學性質的差異,可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類,并進一步細分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個亞類。Ⅰ型金剛石,特別是Ⅰa亞型,為常見的普通金剛石,約占天然金剛石總量的98%。Ⅰ型金剛石均含有一定數量的氮,具有較好的導熱性、不良導電性和較好的晶形。Ⅱ型金剛石極為罕見,含極少或幾乎不含氮,具有良好的導熱性和曲面晶體的特點。Ⅱb亞型金剛石具半導電性。由于Ⅱ型金剛石的性能優異,因此多用于空間技術和尖端工業。
世界上最大的工業用金剛石和寶石級金剛石都超過3100克拉(1克拉=200毫克)。其中寶石級金剛石的尺寸為10×6.5×5厘米,名叫“庫利南”,1905年發現于南非的普雷米爾巖管。中國常林鉆石,重158.786克拉,于1977年被山東臨沭縣常林大隊女社員魏振芳發現,后列為世界名鉆。世界金剛石主要產地有南非、澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、俄羅斯。
金剛石化學式
金剛石(其中純潔的叫鉆石)的化學式C—-4個C(碳原子),空間結構為穩定的正三棱錐交替鏈接而成.金剛石是原子晶體,一塊金剛石是一個巨分子,N個C的聚合體。只能用它的元素符號加注釋來表明[C(金剛石)]。
鉆石便是咱們常說的金剛石 ,它是一種由碳元素組成的礦藏。金剛石是自然界中最堅固的物質,因而也就具有了許多重要的工業用途,如精細研磨材料、高硬切割東西、各類鉆頭、拉絲模。還被作為許多精密儀器的部件。金剛石與石墨同歸于碳的單質。是一種具有超硬、耐磨、熱敏、傳熱導、半導體及透遠等優異的物理性能,素有“硬度之王”和寶石之王的美稱,金剛石的結晶體的視點是54度44分8秒。
20世紀50年代,美國以石墨為原料,在高溫高壓下成功制造出人工金剛石。人工金剛石現已廣泛用于出產和日子中,盡管造出大顆粒的金剛石還很困難(所以大顆粒的天然金剛石依然價值連城),可是現已可以制成了金剛石薄膜。
金剛石的結構在地球上產出的多為正四面體,六面體與十二面體的等軸體的結構。而在空間隕落的隕石金剛石體是一種立方體的六方晶系的六軸晶相,屬六方晶系隕石金剛石。
PS:化學式:化合物的化學式就是表示該化合物的組成元素以及各組成元素的比例。離子化合物的化學式是各元素的最簡整數比。共價化合物有兩種化學式:實驗式表示各元素最簡整數比;分子式,又稱真實公式,表示各元素在化合物中的真實數量,可用學過的元素符號書寫化學式。如果某一元素在化合物中不止一個,那么就需要在該元素符號右下方寫上數字來表示該元素在化合物中的數量。
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