钻石、铅笔芯同是碳元素构成，差距咋就这么大？

你知道吗？我们生活中见到的钻石、玻璃刀头上镶的金刚石、铅笔芯、干电池中的石墨电极以及石墨烯材料，其实都是同一种元素构成的！有的读者一定会很诧异：“弄啥咧？ 接着忽悠……” 其实，在我们的化学课本中，就有一节《金刚石、石墨和C60 》的内容，为我们揭示了这个道理。透明的金刚石和灰色的石墨都是由碳元素组成的单质，但是由于原子的排列方式不同，因此它们的性质存在着极大的差异。

今天我们要解读的主角，就是有着 “宝石之王” 光环的钻石，它不仅坚硬无比、熠熠生辉，而且还拥有缤纷的色彩。下面，就和小编一起看看钻石的独特与神秘吧！

组成单一、硬度称霸

钻石，矿物名称为金刚石，也因其硬度被人戏称为“金刚钻”，是已知的宝石矿物中唯一由单质碳元素组成的晶体，具有硬度大、耐高温、不导电、不怕强酸和强碱腐蚀、化学性质稳定等特征。钻石是人们已知的最为坚硬的宝石，故有 “宝石之王” 的美誉。

钻石的矿物晶体

其实，组成单一的矿物还有很多，比如钻石还有一个“同族兄弟”——石墨，也就是我们平时最为熟悉的制作铅笔芯的材料。

石墨也是由单一的碳元素组成的矿物，但是石墨的硬度却远远低于钻石，这是为什么呢？其实，这跟矿物学上一种被称作同质多像的现象有关，即同种化学成分的物质在不同的物理化学条件（温度、压力、介质等）下，形成不同结构晶体的现象。这些不同结构的晶体，就被互称为该成分的同质多像变体。

钻石和石墨就是碳（C）的两种同质多像变体，二者具有完全不同的晶体结构。钻石中的碳原子以共价键相连接，形成立方面心格子的晶体结构；而石墨则具有典型的层状结构，不同的晶体结构，决定了这二者在硬度方面的天差地别。

坚硬无比、如何切磨

既然钻石如此坚硬，那么光华璀璨的钻石成品是怎么被切磨出来的呢？难道还有比钻石更为坚硬的矿物吗？答案就是：用钻石自己切磨自己。

自然界中，有些宝石的硬度依据刻划方向的不同而不同，在矿物学上，将这种现象称为差异硬度，其形成原因是矿物晶体结构的对称性和异向性，导致了矿物硬度的对称性和异向性。

简单来说，就是在钻石的晶体结构中，碳原子质点的排列方式和间距在互相平行的方向上是一致的，但在不相平行的方向上是有所差异的。因此，当沿着不同方向进行刻划时，晶体的硬度就表现出了一定的差异。

钻石是已知最硬的矿物，它的切磨和抛光就是利用了其自身差异硬度的性质，即用一颗钻石较硬的方向去切磨另外一颗钻石较软的方向，以此来将每一颗钻石原石切磨成璀璨的刻面成品。

璀璨火彩、来自何处

人们经常用流光溢彩、熠熠生辉、光芒四射来形容钻石。可是，钻石明明是无色的，为何可以看到浮动的光彩呢？ 其实，这些光彩都是钻石的火彩。

钻石璀璨的火彩

火彩，是指当白光照射到透明刻面宝石上时，因色散而使宝石呈现光谱色闪烁的现象。

那么，什么是色散呢？色散，就是一种复色光被分解成单色光的物理光学现象，日常大家最为常见的色散现象，就是雨后彩虹。钻石因具有很高的色散值，因此，当它被切磨成刻面琢型后，会发出明亮璀璨的火彩。

欣赏钻石的火彩，要从钻石的上表面（台面）往底部观察， 用灯光或阳光照明，顺着光线的方向，同时用手缓缓地转动钻石（注意不是翻转，而是始终将台面向上对着光源转动）。 一般切工较好的钻石，都可以看到美丽的火彩。

色彩缤纷、毫不单调

如果你认为钻石全部都是无色透明的，那就大错特错了，其实，钻石的世界缤纷多彩，我们常见的无色钻石，只是其中的冰山一角！

彩钻构成了钻石另一个独特的世界， 比起无色钻石， 颜色夺目的彩钻常常会令人眼前一亮，过目难忘。彩钻是指自然界中产出的带有色调的钻石，其颜色鲜艳， 品类繁多， 极其稀有。彩钻的种类繁多，有红色、粉红色、橙色、**、绿色、蓝色、红紫色、紫色、棕色和黑色等。

彩钻颜色的成因主要有两个方面：一是由于微量元素氮（N）、硼（B）、氢（H）原子进入钻石的晶体结构之中而产生的颜色；二是由于晶体的塑性变形而使钻石产生位错、缺陷等情况， 因此它们对某的些光能吸收，从而呈现出不同的颜色。

彩钻的形成条件极为苛刻， 出产10万颗优质无色的钻石才有可能得到一颗罕见的彩钻， 可以说是产量极其稀少。在彩钻中，尤以红色钻石和绿色钻石最为罕见，而**钻石和棕色钻石则相对常见。

骨灰也可以变钻石，这是真的吗？

钻石不仅可以天然形成和产出，还能人工合成，特别是近年来出现的骨灰合成钻石技术，尤为令人瞩目。

骨灰钻石最早由俄罗斯和美国发明，是一种高科技人工合成钻石，是利用逝者身体中的碳(通常以骨灰为样本)所培育的“实验室合成钻石”。此种钻石合成技术，能满足那些觉得“墓地和骨灰盒过于呆板”的人对亲人的思念，这种“钻石”制成的“首饰”，可随身携带，非常方便。

深埋地下，如何重见天日？

钻石形成于数十亿年前的地幔之中，蕴藏于地底深处。埋藏如此之深的钻石晶体要破土而出、 重见天日，主要得益于火山喷发，熔岩流将含有钻石的岩浆带至地球的近地表，并附存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中，形成钻石原生矿；或是在地表经过长途迁徙，沉淀于河流砂土之中，形成次生矿（砂矿）。

全世界钻石的主要产出国有南非、加拿大、博茨瓦纳、澳大利亚、安哥拉、巴西、俄罗斯等。 钻石经过人工的开采才得以被利用，但是其开采的过程往往也是十分漫长和艰难，需要矿工深入地下或在砂矿的水域不断淘洗砂石而得。

度量单位也与众不同

在平时的生活中，大家经常用到毫克（mg）、克（g）、千克（kg）等重量单位，但是钻石却有特殊的重量单位，叫作克拉，英文为carat，通常缩写成ct，也称作卡。

“克拉” 一词来源于地中海沿岸所产的一种洋槐树的名字，由于这种树的干果重量非常一致，每粒平均02克，误差很小，因此曾被当成宝石的重量单位。

后来，世界各国统一将克拉单位标准化，即1克拉=02克。钻石还有一个独有的百分制度量单位，叫作分，英文为point，通常缩写成pt，1克拉=100分。我们在生活中常常听到的30分钻石、50分钻石的说法，其实指的就是重量为03克拉、05克拉的钻石。

钻石与生俱来的魅力，使之闪烁着太多神秘的色彩。它正用自己无言的美，向我们诉说着大自然的神奇与奇妙。

（作者：出自《知识就是力量》杂志2016年8月刊《揭开钻石的神秘面纱》一文作者， 王欢）

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钻石是碳12钻石也叫金刚石。

它是原子晶体，它本身不是分子，所以分子式并不适用C表示，它只是由碳这一种元素组成而碳60是足球烯，是另一种物质，之所以有60是因为它是分子晶体，每个分子由60个碳组成。钻石是指抛光钻石，是天然矿物和毛坯钻石，金刚石是在地球深部高压高温下形成的由碳组成的简单晶体。

钻石的成分是碳，其碳12原子的结构特征是每个碳原子都有四个共价键，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。

钻石介绍

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。钻石结构具有低的热膨胀性及高的导热性，无裂、无包裹体的钻石，真空加热1000℃以上再冷却，仍然完好。

由于C原子轻，共价键力强，原子振动频率高，等轴有序结构，各方向均匀快速散热，使得钻石在常见的非金属宝石中具有最高的导热性。钻石生产国有巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、几内亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

一是：结构组成不同，第二是：密度不同，最直接的影响就是密度了，一个物体的密度的大小关系着其莫氏硬度，比如说：中子星，它的密度就超级大，平均每立方厘米的重量都在好几百万吨以上，这就是密度大导致的，因此密度的大小是最直接的原因，希望我的回答能帮助你，祝你愉快，谢谢…

因为原子排列顺序不同 组成金刚石的碳原子呈晶格状,好像空心的蜂窝一样这种结构使原子间相互的作用力很大,十分坚固金刚石是硬度最大的一种物质,可以用来切割很坚硬的物体,划玻璃的刀头上就镶有金刚石而组成石墨的碳原子为层状成片状层与层之间很容易相对滑动,这种结构使石墨比较柔软

钻石的成分是碳。其碳12原子的结构特征是每个碳原子都有四个共价键，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。--引自

钻石是自然界天然物质中最硬的宝石钻石和金刚石的成分极度相似，但是碳分子的排布结构有不同之处。钻石之所以有如此良好的性，就是因为有独特的碳分子排布结构，而且钻石内部还包含比较多的微量元素，这是钻石颜色丰富多彩的主要原因。钻石内部碳分子是一种晶体结构，有更好的稳定性和韧度。

钻石内部C-C原子间间距短，共价键力强。共价键是连接分子与分子之间的连接键，共价键能力强弱决定了分子结构的稳定性，共价键越短，共价键强度越大，钻石内部碳分子与碳分子之间的距离很短，所以有很高的硬度。共价键这个化学定义，在初中课本中就可以找到有兴趣的朋友可以去翻一翻初中课本。

钻石晶体表面还有一些未占用的共价键，可以与其他气体分子结合在一起，所以钻石表面吸油性的把水和油的在钻石表面会呈现水滴状，不会在表面逗留，这是鉴定钻石真假的重要特征。

不是，碳原子的结构不同，属于同素异性体，钻石的碳原子结构是正四面体结构，立体空间结构，受力时由于是结构密实，不能相互滑动，则宏观上表现出刚性

而铅笔芯是石墨，是层状的碳原子结构，受力时，会相互滑动，则宏观上表现柔性

就像几根棍子绑在一起比一根一根散着受的力大一样

钻石的的晶体结构是碳。

钻石是指经过琢磨的金刚石，在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成，具有立方结构的天然白色晶体。

钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧，同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

物理性能：是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

扩展资料

钻石是金刚石精加工而成的产品，钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。

其成份与常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（无色）。

自从钻石在印度被发现以来，就有人在河边、河滩上捡到钻石，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite），它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle）。

参考资料：

--钻石 （宝石）

主要是两者形成的环境不同：钻石形成环境需要有高温高压以及环境骤变；而煤炭形成环境需要及其稳定的、还原性的环境。

碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内绝大多数分子都含有碳元素。

矿藏形式

碳既以游离元素存在（金刚石、石墨等），又以化合物形式存在（主要为钙、镁以及其他电正性元素的碳酸盐）。它以二氧化碳的形式存在，是大气中少量但极其重要的组分。预计碳在地壳岩石中的总丰度变化范围相当大。

自然界中的循环：

在地面条件下，一种元素从一处到另一处是很罕见的。因此，地球上的碳含量是一个有效常数。碳在自然界中的流动构成了碳循环。

毒理性质：

纯碳具有极低的对人体的毒性，并可以处理，甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地摄取。碳可以抵抗溶解或化学侵蚀，例如，即使是面对消化道内的酸性物质。因此它一旦进入人体组织后可能会无期限存留。吸入大量煤炭（或炭黑）粉尘或烟尘是危险的，它们会刺激肺组织，并引起充血性肺病煤工尘肺。相似的，金刚石磨粉被误食或吸入也会有危险。