钻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,是指经过琢磨的钻石。钻石是无色正八面体晶体,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。由于钻石中的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,所以钻石硬度非常大,熔点在华氏6900度,钻石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850~1000℃,而且不导电。
伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利钻石矿。正是这一发现,使人们知道了在哪种岩石中有可能含有钻石。
原来,那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着,研究者又发现,在这种火山岩中除了钻石,还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此,在那些出产石榴石和橄榄石的地点,找到钻石矿的可能性就相对大。于是,石榴石和橄榄石就成为寻找钻石的“指示矿物”。
根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代,美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和钻石之间的关系后发表了他的研究结果。但是,在那之前,即上世纪50年代,德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找钻石矿了。
扩展资料
钻石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多钻石带些**,这主要是由于钻石中含有杂质。 钻石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是钻石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
钻石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。钻石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。钻石一般为粒状。如果将钻石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
-金刚石 (钻石)
钻石,它的化学成分是碳(C),天然的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓“钻石”。天然的钻石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的钻石只有2粒,400克拉以上的钻石只有多粒,我国迄今为止发现的最大的金刚石重158786克拉,这就是“常林钻石”。物以稀为贵,正因为可做“钻石“用的天然金刚石很 罕见,人们就想“人造“金刚石来代替它,这就自然地想到了金刚石的“孪生“兄弟--石墨了。
金刚石和石墨的化学成分都是碳(C),称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”,但“形”或“性”却不同,且有天壤之别,金刚石是目前最硬的物质,而石墨却是最软的物质之一。
石墨和金刚石的硬度差别如此之大,但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石,因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳,不是那么容易的。石墨在5-6万大气压((5-6)×103MPa)及摄氏1000至2000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可使石墨转变成金刚石。
目前世界上已有十几个国家(包括我国)均合成出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细,主要用途是做磨料,用于切削和地质、石油的钻井用的钻头。当前,世界金刚石的消费中,80%的人造金刚石主要是用于工业,它的产量也远远超过天然金刚石的产量。
最初合成的金刚石颗粒呈黑色,05mm大小,重约01克拉(用于宝石的金刚石一般最小不能小于01克拉)。现在我国研制的大颗粒金刚石达3mm以上,美国、日本等已制成61克拉多的金刚石。我们说金刚石已从石墨中“飞”出,宝石级的人造金刚石也会在不久的将来供应于市场。
晶体机基本原理
晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。展开分析晶体的特征非常晦涩,如果没有系统的学习物理化学知识比较难以理解,但是对于大多数宝迷来说,只要学会与宝石鉴定相关的基础知识则足够。

晶体结构的透射电镜
通俗的说,晶体内部的结构是有规律的,而非晶体则没有这种内部排列的规律。举例说明:
非金属的碳原子通过共价键可以形成金刚石晶体,即钻石晶体。

钻石内部碳原子结构
钻石的成分是碳12原子,其结构特征是每个碳原子都有四个共价键(四个共用电子对),C原子间等间距排列,C-C键长为0154nm,原子间结构牢固,组成具有四个角相等的正四面体,形成一个钻石晶胞。同时,四个角又是其它四面体晶胞的一部分。由四面体组成的钻石,常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体。
由此可见,宝石晶体内部原子结构一定程度上决定了其外部晶体形状,同一元素,内部结构不同,晶体外在表现形状也不同。比如在石墨中碳原子先通过共价键形成层型分子,然后通过范德华力结合成晶体。

石墨内部碳原子结构
二、晶体形状的种类
结晶质矿物由单个或多个晶体组成。多晶矿物由多个小型晶体组成,需要借助显微镜才能看清楚的晶体构成的矿物称为隐晶矿。
结晶质矿物由若干称为晶面的平坦表面围成,这些晶面的方位确定了晶体的总体形状,称之为”习性“。具有自身习性的晶体呈现为特定的形状,而没有明确习性的晶体则形成块状。
1、金字塔形宝石晶体

IIA型钻石
2、针状晶体

针状金红石发金
3、棱柱形晶体

海蓝宝石棱柱晶体
4、块状晶体

青金石块状晶体
5、树枝状晶体

自然铜树枝状晶体
上面介绍了五种主要的晶体形状,不同元素可能结晶成相同形状,相同元素也可能结晶成不同形状,
欢迎分享,转载请注明来源:浪漫分享网
评论列表(0条)