钻石为什么是世间最硬的物质？拜托各位了 3Q

金刚石由碳原子构成的，正四面体结构，每个面都是三角形。形成的全是共价键，共价键的多少与分子的硬度有关系；又因C-C键的键能大，所有价电子都参与了共价键的组成，使晶体中没有自由电子，硬度大、熔点高，不导电。 目前，俄国有科学家用大分子聚合出正四面体结构的，比金刚石要硬。

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钻石比铁硬，为什么铁锤能轻易击碎钻石？

钻石又称为金刚石，是一种非常贵重的金属，许多人在求婚，结婚的时候都喜欢买钻石，钻石越大，价格越高。钻石是世界上硬度最高的天然金属，虽然钻石比铁硬，为什么铁锤可以轻易击破钻石呢？接下来，小编告诉大家答案。

钻石是由于碳物质组成的矿物，是石墨的同素异形体，一个大钻石的每一个碳元素表面都围绕四个电子，这四个电子与周围的其碳元素正好组成了共价键，构成了正四面体，钻石为什么那么硬的原因就是这个，钻石不仅强度大，并且熔点高，不导电。

钻石除了是一种贵重金属之外，它还普遍应用于工业中的钻探用的探头磨削工具，钻石强度高不意味钻石不容易碎，判断一个物质容不容易碎取决于该物质的延展性，如果延展性好，就可以做成各种各样样形态的东西，金属金子，由于金子延展性非常的好，所以金子可以制作成金丝。铁锤能够轻易的击碎钻石的原因就是铁锤是一种具有较好延展性的金属制品，钻石的延展性不好，所以说钻石被铁锤轻易击碎。

天然金刚石的数量非常少，并且价格昂贵，随着科学技术的发展，越来越多的科学家开始钻研人造金刚石。1955年，美国通用电气公司打造出了第一批的工业用人造金刚石，从此开始了工业规模生产人造金刚石的道路，人造金刚石的制造做法有很多种，但主要归结为以下三种直接法、熔媒法和外延法，人造金刚石比天然金刚石价格低，并且数量大，所以人造金刚石被大量运用到工业生产方面，比如切玻璃的切刀就是用到了人造金刚石。

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。 钻石内部的碳原子呈“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。

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级，钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为55、铜币约为35至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。

补充：

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。

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。

你也许不曾想到，黑色的石墨和亮闪闪的金刚石其实是由同一种元素——碳构成的，只是它们的外表和性质大不相同。

石墨的质地非常软，只要在纸上轻轻一划，就会留下灰黑色的痕迹，铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有自然物质中硬度最高的：人们用镶着金刚石的刀来切割玻璃，无不“迎刃而解”；钻探机的钻头上镶着金刚石，能大大加快向地下钻进的速度；金刚石还能用来加工各种硬度较高的金属。

石墨和金刚石都是碳元素构成的，为什么它们的性质相差如此悬殊呢？

原来，石墨中的碳原子是成层排列的，每层原子之间的A合力很小，就像一副叠起来的扑克牌，很容易滑动、散开。而金刚石中的碳原子是整齐排列的立体结构，每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子连接，构成一个牢固的结晶体，因而显得特别坚硬。

天然金刚石的产量很少，只有在非常高的温度和巨大的压力之下，地下熔岩里的碳才有可能形成金刚石。由于它产量少、价格贵，人们往往会利用高温高压来合成人造金刚石。