碳能转变为钻石吗?

碳能转变为钻石吗?,第1张

我反对夏之星的话你更本没好好学化学!

你说的碳大概是石墨或C60

钻石也就是金刚石

石墨和金刚石还有C60是三种完全不同的物质!

但都是由元素碳(C)组成的

石墨并不坚硬它原子间作用力小,所以是质地柔软的

金刚石是最坚硬的因为它原子间作用力是最强的

C60的主要信息在

http://baikebaiducom/view/47981htm

自己去看

石墨,金刚石,C60C70等在一定条件下必定能互相转换

不过转换所需的条件的费用有时可以是天文数字!!!

而你问题说"碳能转变为钻石吗?"

这个问题不是很能成立

因为钻石本来就是碳组成的

人工钻石的制作方法如下:

以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。

人工钻石的特点

人工钻石在长紫外线下是稳定的,在短紫外线下呈现黄绿色荧光。与天然钻石相比,人造钻石可以说是非常好,而且会比普通钻石更加耀眼夺目。

人造钻石的质量和外观与天然钻石没有区别。不过一开始,由于人造钻石缺乏成熟的技术,钻石经销商可以用一种非常简单的方法来确认钻石是否是在实验室培育出来的。他们使用强力磁铁,因为在培养过程中留下了金属晶体,人造钻石内部有强力磁铁。然后钻石就可以被吸起来了。

      大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。钻石形成于年代久远的地层深处,一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游,经过千百年的风吹日晒自然瓦解,钻石暴露在外,随着径流的冲刷来到下游,被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现,钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。虽然理论上说,钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,而已经开采的矿山中,大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。

钻石的形成需要一个漫长的历史过程,这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外,地外星体对地球的撞击,产生瞬间的高温、高压,也可形成钻石,如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石,但这种作用形成的钻石并无经济价值。

人类的技术已可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。

钻石本质上就是碳元素组成的,贵也是切割工艺比较值钱。19世纪末的科学家就已经认识到这一点,他们就想石墨要是能在高压下变成钻石那不是美滋滋。后来事实证明这个猜测是对的,但是当时的人们,并不知道这个“高压”到底是个什么样的数值。有个叫莫瓦桑的人就将石墨和融化的铁水混合,当铁水凝固时就可以对石墨进行加压了。他和助手就开始了烧锅炉生涯,烧了一炉接着一炉,也不知烧了多少炉却依旧没有看见钻石的影子。

皇天不负有心人,1903年的某天终于让莫瓦桑得到了一小块钻石。他赶紧将这事儿上报给了法国科学院,后来全世界都惊呆了,这人莫不是会法术吧?石墨都能变成钻石,真的要发大财了。莫瓦桑因此声名鹊起,稳站当时科学界大佬的c位。

后来到了1906年,由于莫瓦桑在氟单质方面的杰出贡献,他获得了那一年的诺贝尔化学奖,但是从投票结果是5票对4票、1票弃权,以及他本人的获奖感言都跟钻石有关来看,这颗小小的钻石对他得奖的影响还是挺大的。毕竟获得4票的是史上最伟大的化学家之一的门捷列夫。

得了诺奖的第二年,莫瓦桑就去世了,之后科学家们才逐渐认明白,光靠铁水凝固的压力压根不能使石墨变成钻石,那那颗小钻石是哪来的呢?后来从他的老婆口中才得知了真相,原来是莫瓦桑的助手实在烧锅炉烧烦了,忍无可忍,于是悄摸摸地扔了块钻石下去,假装是石墨变的。

于是全世界都被这颗小钻石给骗了,尽管莫瓦桑可能迟早会得到诺奖,但是如果不是这颗小钻石推了一把,他非常有可能就没机会获奖了,毕竟得了诺奖的第二年就去世了。

虽然真相大白后,证实了那个人造钻石的实验只是莫瓦桑的助手搞出的惊天大乌龙,但是在大概半个世纪后,霍尔等人终究还是真正地成功合成了人造钻石。

所谓的「点石成金」,其依据便是同素异形体(相同元素构成,不同形态的物体),至此之后,科学家们对「碳的同素异形体」越发地如痴如醉、如疯如狂。

终于,在1985年,斯莫利等三位科学家发现了长得跟足球似的、有着完美球形结构的碳原子簇C60,为了致敬建筑师巴克明斯特·富勒,便将其取名为「富勒烯」,而这三位科学家也因此被授予1996年的诺贝尔化学奖。

 金刚石被人们看作宝石的“钻石”,其基本成分不过是碳而已。有机物含有的碳在地下数百公里的地幔中,受到长期的热挤压,就会变成金刚石。2007年,媒体爆出一则吸人眼球的消息:德国作曲家贝多芬的头发被制成一颗璀璨的蓝钻,这是第一颗用名人或者历史人物身上的碳制出的钻石。数百年前,人们喜欢剪下几缕头发,放在盒子里作为永久保存。美国康涅狄格档案大学校长因为收藏最有价值的名人物品和历史人物毛发最多而被载入《吉尼斯世界纪录大全》,其收藏的人物毛发中也有贝多芬的。

2007年他决定将这位著名作曲家的头发赠给英国“生命珍宝”公司进行慈善拍卖。经鉴别后,该公司的专家们在无氧的情况下将头发进行焚烧,从10根头发中得到130毫克炭,然后分成3份,让每份炭在3000摄氏度的高温,约7万大气压力下放置2周,就可使其转化成钻石。最后,所得这些钻石被切割成圆形,打磨后通过了鉴定;一颗钻石被送回档案大学收藏,另一颗钻石被放在生命珍宝公司的档案馆展出,第三颗钻石在 “eBay(电子港湾)”网上进行慈善拍卖,接受世界各地买主的竞标。据称该钻石有望以50万英镑售出,并决定将销售所得直接捐给为重病或者患病晚期儿童实现愿望的“梦想成真”慈善组织,使这颗历史人物的钻石有机会帮助很多需要救助的孩童。

其实,早在2004年就已出现由动物骨灰中的碳做成的钻石,并已流行于法国、德国和西班牙等国,深受一些动物生前主人的喜爱。2007年初,瑞士“Algordanza(回忆与纪念)”公司又推出将人体骨灰制作成钻石的服务,人类尸体火化后的骨灰重量一般为2500克至3000克,大约500克骨灰就足以制成一颗钻石。这些人造钻石依据大小和切工的不同,售价在3750欧元至15万欧元不等。 已有不少死者家属订制了这种骨灰钻石。他们希望将已故的父亲、母亲或是配偶的骨灰变成钻石后永远珍藏起来,作为一个神秘而有意义的永恒纪念物。

如研炭翁说碳(七)碳在地球上的轮回转世中提到的,人和其他动物一样,每天通过食物输入新的含碳有机物,以提供维持生存的能量,同时又通过呼出CO2及排泄出残余含碳废物,进行体内各类细胞中碳原子的不断代谢更新。人在百年之后,整个躯体中含有的碳物质将飞灰烟灭,在细菌及氧的作用下完全分解成CO2,如果这些CO2与日常呼出的CO2被植物吸收就又有可能再次轮回到下一代的人体中,人可以转世轮回的是身体中的碳。相对于人体其它部位的器官来说,人在生活的一辈子中,碳原子在头发及骨骼中停留的时间可能会更长一些,将其中的碳原子变成可以永久保存的钻石,尽管更多的是炒作,但对某些特殊人群来说,不能不说也有一定的纪念价值。

人发和骨灰要变成钻石,首先需将其中有机物内的碳元素分离出来,人发可如制炭纤维那样经固相炭化形成炭。但人体骨灰的成分中却有85%是钾和钙,因此在制作钻石的过程中,首先要把其中碳成分与钾和钙分离。然后,和人发所形成的炭一样,使提取出来炭在高温高压下结晶成碳的同素异形体石墨。最后,再对石墨施以更高的温度和压强,使之结晶成钻石。整个制作过程大约用时6至8周;相比之下,天然钻石的形成却需要上千年。钻石形成后,还需打磨和雕琢并将其镶嵌在戒指或项链上。根据骨灰钻石的大小,据称制作费用在4400美元至167万美元不等。

以前我们曾提到,任何有机物都可以通过气相、液相或固相炭化形成炭。尽管有时炭中还含有极少量的其它元素,但基本上也可以看作是单质碳,它们有时也被称为无定形碳、非晶质碳或过渡态碳,即未形成石墨结构或金刚石等晶态结构的单质碳。如研炭翁说碳(九)碳有多少同素异形体?一文中谈到的,单质碳有着无穷无尽的同素异性(形)体,它们有完全不同的形态和廻异的物化性质。但是任何一种单质碳都可以如同孙悟空的“七十二变”那样,能变来变去。当然,这种变化不是其本身的能力,而是由人们意志所创造的条件。图4是有机物转化成碳及各种单质碳的同素异性(形)体转化的简单示意图。

通过加热及高温再结晶等方法可以将炭转化为石墨,石墨在高温高压下又可以转化为金刚石。如果石墨在电弧放电作用下使之形成单个或含众多的碳原子的碳簇,并使之重新生长,则在不同的生长条件下又可以形成富勒烯,纳米碳管以及原子晶体单层石墨烯等。当然还可将分子晶体石墨进行简单的机械剥离或化学剥离方法,形成单层或层数较少的石墨烯。石墨是天然形成的、含较纯碳的矿物,其储量远比金刚石大得多,当然人们就会想到用这些廉价物品来制作价格昂贵的其它碳的同素异性体,如金刚石等,而不是反过来将昂贵的金刚石转化为石墨。金刚石转化为炭的过程极为简单,只要将其隔绝空气加热,便会形成一堆粉末炭,在空气中燃烧就会变成二氧化碳。因此,我们在佩戴价值连城的金刚石时就要避免受热,受强光照射以及火的侵袭。

金刚石、富勒烯、纳米碳管以及石墨烯等正在电子、电池、复合材料等广阔领域开拓不同的应用途径,这些碳质材料的制造,除通过含碳有机物的转化外,由廉价的炭和石墨来转化也将是一个重要的途径。

“钻石骗局”听说过吗?钻石恒久远,一颗永流传。而钻石本质是碳单质,虽然晶莹剔透闪花眼,却可以人为利用石墨在高温、高压的环境中制造的,“骗局”的说法就来了。

钻石是在地球历史上经过一些极端的变化产生的,比如在小行星撞击地球地层下的高温高压环境,而地球历史上这样的事件是比较多的,还有地下本身压力、温度就高一些,也有可能形成钻石,但是由于埋藏地点,开采比较难,加上钻石体积、硬度的限制,后期加工的困难也高一些,所以钻石昂贵,物以稀为贵,这没什么矛盾,只有在非常极端的环境中才能产生体积巨大的钻石,人类目前发现的自然生成的体积最大的钻石是重达3106克拉的非洲之星母体钻石。

而现在人类的技术已经可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。

所以在一定程度上讲,人造钻石确实没办法和天然钻石相比。但因为外观看起来与天然钻石没多大区别,主要在于后期加工,造假又比较低廉,也很受欢迎。好看耐用不就完了吗?然而也并非如此,人都是有点虚荣心的,手上戴个千百万年前形成的天然钻石和实验室中短时间形成的人造钻石,当然是前者更容易满足人的心理。

金刚石(其中纯净的叫钻石)的化学式碳(C)----4个碳(C)原子按四面体成键方式互相连接,空间结构稳定的正三棱锥交替链接而成金刚石是原子晶体,一块单晶的金刚石就是一个巨分子,N个碳(C)原子的聚合体只能用它的元素符号加注释来表示C(金刚石)因此金刚石是由碳(C)原子构成的,是典型的原子晶体金刚石是一个巨分子

聚合物,也称之为高分子化合物,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物

分子质量超过一万的才称为巨分子,一般是蛋白质之类的

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