求钻石和碳的区别

从元素来说它们都是碳元素，但是钻石和碳之所以表现出很大的外观差异，是因为它们的内部碳原子排列的结构不同，也就是所谓的同素异形体。具体如下：

1、概念不同

碳：

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。

钻石：

钻石（宝石）一般指金刚石。金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。

金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

2、外观不同

碳：

黑色颗粒状。

钻石：

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。

3、性质不同

碳：

物理性质（同位素）

现代已知的同位素共有十五种，有碳8至碳22，其中碳12和碳13属稳定型，其余的均带放射性，当中碳14的半衰期长达5730年，其他的为稳定同位素。 在地球的自然界里，碳12在所有碳的含量占9893%，碳13则有107%。

C的原子量取碳12、13两种同位素丰度加权的平均值，一般计算时取1201。碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度，以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。

碳14由于具有较长的半衰期，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮原子 且碳是有机物的元素之一，生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的碳14含量大致不变。

生物死去后会停止呼吸，此时体内的碳14开始减少。人们可透过倾测一件古物的碳14含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳定年法。

钻石：

化学性质

金刚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，是指经过琢磨的金刚石。金刚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。由于金刚石中的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，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

-碳

-金刚石

生活中，我们经常听到对钻石的夸赞——钻石恒久远。坚硬的钻石似乎是永恒的，但是钻石的本质只是碳元素，木炭、石墨、钻石，这些物质都由碳元素组成，只是分子结构存在差异。

木炭、石墨，都可以燃烧，钻石也不例外，只要给予钻石足够的温度和氧气，钻石也可以像木炭一样燃烧，逐渐化为乌有。相比之下，黄金才是真正的真金不怕火炼， 钻石其实并不是永恒的~

燃烧钻石，过程非常困难：

燃烧普通的木炭、活性炭非常简单，很多人喜欢的烧烤，就需要点燃这些物质提供热量；石墨也由碳原子组成，但是石墨的分子形式更加稳定，因此点燃石墨需要到达750℃的高温。

钻石的分子结构更加稳定，因此点燃钻石需要更高的温度以及更纯的氧气，钻石的燃点大约是900℃，但是室内空气很难点燃钻石，必须在氧气纯度更高的地方，才有可能点燃钻石。

900℃的温度，其实并不是非常高的燃点，如果你愿意，使用常见的工具就可以点燃自己的钻石，但是应该没有人想要浪费昂贵的钻石。

钻石在燃烧时，会先发出橙红色的亮光，之后变为白色的亮光。加热钻石的过程中，钻石的碳原子会和氧原子发生反应，优先生成一氧化碳，钻石开始发出橙红色光芒，随着一氧化碳和氧原子再次发生反应，生成二氧化碳，产生更高的温度后，钻石开始发出白色光芒。

钻石燃点虽然高，但不要加热钻石：

钻石的燃烧，是相对剧烈的氧化反应，能够快速消耗钻石的质量，生成二氧化碳，昂贵的钻石会在短时间内丧失大量质量。

温度和氧气浓度，是加速钻石氧化的关键，即使我们不加热钻石，钻石本身也会自然氧化，只是速度非常缓慢，略微加热钻石，也会加速钻石的氧化，因此经过精心加工的钻石成品，还是需要好好保管，燃烧钻石的实验，往往会使用工业碎钻。

将钻石温度提高至燃点，同时让燃烧的钻石处于高浓度的氧气环境中，钻石就会像木炭一样持续燃烧，钻石的碳原子结构相对紧密，因此钻石燃烧时的质量消耗并不明显，少量钻石就可以持续燃烧很长时间。

钻石燃烧过程中，如果降低环境的氧气浓度，钻石很快就会停止燃烧。这是由于钻石的燃点非常高，温度的降低会让钻石立刻停止燃烧，理论上钻石可以被燃烧殆尽，但绝大多数钻石内部存在杂质，这些杂质的燃点一般要比钻石更高。

总结：

钻石，凭借自身晶莹剔透的特征以及后期精制的切割工艺，为自己赢来了非常昂贵的身价，但是从本质上而言，钻石只是最普通的碳原子，搭配特殊的结构形式，燃烧钻石，你只能得到二氧化碳。

和钻石一样属于贵重物品的黄金，本身就是非常稳定的金元素，相比碳元素更加稀有，并且真金不怕火炼，高温只会让黄金更加纯净。

钻石和黄金等贵金属，都已经成为随处可见的收藏品，但钻石的价格，往往远远超过普通的贵金属，而这种价格差距，主要体现在钻石对净度、亮度、质量、切割工艺的分级，在多个方面抬高价格，而黄金只是单纯的黄金。

钻石和黄金，你更喜欢哪一个呢？

金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，科学家们称之为“同质多像变体”，也有人称“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。大家都知道铅笔芯就是用石墨粉和粘土配比而制成的，石墨粉多则软，用“B“表示，粘土掺多了则硬，用“H”表示。矿物学家用摩氏硬度来表示相对硬度，金刚石为10，而石墨的摩氏硬度只有1。它们的硬度差别那么大，关键在于它们的内部结构有很大的差异。

石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。

金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。

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。十八世纪后期，人们就开始寻找合成的途径，直至本世纪中叶。1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石，至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件的仪器装置。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。

参考资料：

http://wwwkepunetcn/gb/earth/mineral/interest/irt402html