钻石的主要成分是C吗

钻石的成分和晶体结构

钻石的主要成分是碳(C)，

含C量96%-999%。即使很纯净的钻石也含有0001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N

等。

除

N

以外，其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在，钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。

氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分，N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心，可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。

根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(005%-03%)。

Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在，Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。

Ⅱ型钻石含N量较少(<005%)，N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。

钻石为等轴晶系，晶体结构为立方面心格子，晶胞参数a°=356A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心，并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子，每个C原子都与周围四个C原子相连接，每两个相邻C原子之间的距离都相等(154A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键，

要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质，如极高的硬度和化学稳定性。

钻石的晶形最常见的是八面体，其次是菱形十二面体，较少见的是立方体。此外，可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

钻石原始晶面属于八面体特征。钻石原石的晶面特征，一个是晶面上的倒三角形的溶蚀坑，这个最好还找个十倍放大镜去观察，这样比较清楚，因为很多溶蚀坑是很小的。

表面常有许多生长标志，如三角锥（座）、三角凹坑、台阶状生长纹等。另外，在钻石表面及内部常见许多清晰的与钻石结构有关的线，例如生长纹、双晶纹等。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。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。

鉴别特征

钻石为单晶体矿物，属于等轴晶系，常见的晶形多呈八面体、菱形十二面体、立方体、八面体跟菱形十二面体的聚形等。最常见的就是八面体，大部分钻石原石都是这个形状。晶面生长台阶，三角形的生长台阶，沿着八面体上面的三角形一层一层往外面生长。

钻石的摩氏硬度为10，是自然界中硬度最高的物质，它的绝对硬度是石英的1000倍、刚玉的150倍。如果用钻石原石磨其他东西是可以磨碎的，所以可以用可能是钻石原石的石头，去磨其他石头，如果磨不动并且它的表面掉粉，可以肯定不是钻石原石了。

金刚石结构是一种由两个面心立方点阵沿立方晶胞的体对角线偏移1/4单位嵌套而成的晶体结构，属于面心立方布喇菲点阵(Bravais lattice), 立方晶系，Fd-3m 空间群。

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamond cubic lattice structure)，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。金刚石结构的原型是金刚石晶体，又称钻石。

在金刚石晶体中，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。由于金刚石中的C-C键很强，所以金刚石硬度大，熔点极高；又因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电

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109°28‘，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。

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。