金刚石是什么结构

金刚石结构：原子晶体、碳同素异形体。金刚石是正八面体结构。C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。

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamondcubiclatticestructure)，原型是金刚石。金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体，故单胞内原子数为5。具有金刚石结构的晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α-锡等。

扩展资料：

金刚石结构的原型是金刚石的晶体结构。在金刚石晶体中，每个碳原子的4个价电子以sp3杂化的方式，形成4个完全等同的原子轨道，与最相邻的4个碳原子形成共价键。

这4个共价键之间的角度都相等，约为10928度，精确值，这样形成由5个碳原子构成的正四面体结构单元，其中4个碳原子位于正四面体的顶点，1个碳原子位于正四面体的中心。

因为共价键难以变形，C-C键能大，所以金刚石硬度和熔点都很高，化学稳定性好。共价键中的电子被束缚在化学键中不能参与导电，所以金刚石是绝缘体，不导电。

碳原子晶体组成。有人把金刚石放在阳光下放大镜下，结果发现金刚石不见，结果是高温把金刚石分解了。人的头发主要成分也是碳，现在有人用头发做出了人工钻石。 听说有人要用著名音乐家贝多芬的头发做好几克拉的金刚石，那可是钻石中的极品啊！

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，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。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成金刚石。  石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。  C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。（C60这种物质是由C60分子组成的，而不是由原子构成的。） C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。

20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料—硅的导热性不好，这成为进一步提高芯片性能的难题。而金刚石在导热性方而远远超过硅(甚至超过铜和银)，于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。碳纤维是一种纤维状碳材料，它是将有机纤维与塑料树脂结合在一起，放在惰性气氛中，在一定压强下加强热、炭化而成的。碳纤维是一种强度比钢大，密度比铝小，比不锈钢还耐腐蚀，比耐热钢还耐高温，又能如铜那样导电，具有电学、热学和力学性能的新型材料。

柔软的石墨和坚硬无比的金刚石，都是由碳元素构成的，被称“同素异形体”。碳元素的排列不同，分子结构不同，导致他们的物理性质有极大的区别。

碳原子通过强烈的相互作用（化学键）紧密结合时，原子间的距离越小，相互作用越强。在石墨的一个片层中，碳原子间的距离比金刚石小，相互作用更强，更难被破坏，石墨的熔点更高。

金刚石可以用来切割玻璃、做钻头，因为它的硬度很大；石墨可以用来做铅笔芯、润滑剂，这是因为它很软、有滑腻感。按照莫氏硬度标准，金刚石为最高级。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。

石墨导电而金刚石不能导电的原因

我们都知道，石墨具有导电性。这与石墨的结构也有密切关系。碳原子最外层有4个电子，在石墨的一个片层中，每个碳原子会与其周围的3个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用（化学键），每个碳原子只有3个最外层电子参与这种“力”的形成，这样就会剩下1个自由电子。

因为有大量自由电子存在，所以石墨能导电。而金刚石中每个碳原子与其周围的4个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用，碳原子最外层的4个电子几乎都参与了这种“力”的形成，基本没有自由电子，所以基本不导电。