1、观察晶体形态。钻石原石的晶体形态呈现出来的是八面体还有菱形状的十二面体。天然水晶可以看到淡淡的横纹或柳絮状物质。2、进行油性实验。钻石具有亲油性,用油性笔在上面画一条线,就会出现一条间断的直线。3、对比硬度。钻石在天然矿物中的硬度最高,用力碰撞就会碎裂。天然水晶硬度大,用碎石在其轻轻划一下,不会留痕迹。
4、光线测定法。钻石的单折光性好,将钻石置于手心,真钻石是不能透过看到掌纹的。天然水晶原石竖放在太阳光下,无论从哪个角度看它,都能放出美丽的光彩。
5、呵气的方法。真正钻石的导热、传热性能非常好,可以将钻石放置于嘴边,哈上几口热气,如果是真钻石的话,热气很快速地就会消失不见。即使在炎热夏季的三伏天,用舌头舔天然水晶表面,也有冷而凉爽的感觉。
水晶是属于石英一类的,是相对常见的矿物质,如果水晶的纯度越高,那么其就会越光亮,透过阳光之后,其折射率也会越高,这样的水晶价值也很高。钻石,它的成分是碳,具有很高的硬度,能够划破很多坚硬的物体。这一点是水晶所不能企及的,水晶虽然外表与钻石有些相似,但其本质还是不如钻石来得有价值。
钻石是一种由碳元素组成的矿物,几乎完全由单一碳原子组成,矿物名称为金刚石。钻石与常见的石墨的物质成分完全一致,均由纯碳元素构成,它们之间的区别在于不同的晶体结构。由于晶体结构的不同,钻石与石墨的物理性质有天壤之别。其中又以硬度的差别最大,钻石的硬度在所知的所有物质中最高,摩氏硬度为10,恰恰相反,石墨的硬度几乎最小,摩氏硬度甚至小于1;另外无色钻石是电的绝缘体,而石墨是电的良导体,常用于制作电极。
碳的原子序数为6,有2个电子层,其中内层的第一电子层由2个电子构成,外层由4个电子构成。根据原子物理学原理,原子的第一层可容纳2个电子,第二层可容纳8个电子。当原子的外电子层填满时,原子的化学性质呈惰性,例如惰性气体氖等;当原子的外电子层未填满时,原子的化学性质活泼。碳原子内层的第一电子层为稳定的电子层,外层的第二电子层由于没有填满8个电子,为不稳定电子层,因而碳原子化学性质活泼。碳原子外层的4个电子可以与其他原子外层的电子发生作用而产生价键结合,非常容易发生化学反应,例如与空气中的氧反应发生燃烧。另外,由于外层自由电子的存在,碳也是电的良好导体。
在钻石的结晶过程中,碳原子外层的4个自由电子与周围的碳原子的外层自由电子产生共价键结合,每一碳原子可与周围4个碳原子结合,形成立方晶体结构,如图1-2所示。当1个碳原子与周围的4个碳原子结合时,每一碳原子都与另外1个碳原子各贡献1个外层电子组成1个共价键。在钻石晶体中,每一个碳原子都有4个共价键和8个共价电子,从而使每一碳原子都形成一个稳定的原子结构。相邻的碳原子之间共享的共价键电子对产生极强的结合,使相邻的碳原子紧密地结合在一起。钻石晶体中碳原子之间的距离为154Å(1 Å=10-10m),碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构,因此,钻石的晶体结构是所有已知晶体中最坚固的。最坚固的钻石晶体结构必然导致最高的硬度。
图1-2 钻石的晶体结构
钻石晶体中每一个碳原子与周围的4个碳原子结合,碳原子之间的距离为154Å,碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构
石墨晶体结构与钻石的立方结构不同,每一碳原子与周围在同一晶体面上的3个碳原子结合。每一碳原子都剩余1个外层电子,使每一碳原子都没有达到稳定状态。在石墨晶体的层与层之间没有价键连接,为十分不稳定结构,所以其硬度极低;另外,碳原子晶体层之间的滑动摩擦系数很小,因此,石墨是一种非常好的润滑填充剂。
在钻石结晶过程中,晶体沿特定晶面生长。最常见的钻石晶形是八面体。钻石八面体的8个面都是面积相等的等边三角形。其他的晶形有菱形十二面体、立方体、三八面体和聚形等。图1-3所示为天然钻石的天然晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石。
图1-3 天然钻石的晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)
图1-3中后排左起第五颗**天然钻石晶体是晶形和晶面都非常好的典型八面体;后排左起第四颗**天然钻石晶体也是八面体,但晶面受到磨损变得圆滑而不平整,晶面交角也失去棱角变成不规则圆弧形;后排最右边两颗绿色天然钻石晶体都呈立方体;后排左起第三颗**天然钻石的晶形为典型经磨损的三八面体;后排最左边两颗天然钻石晶体都是不规则形状,由最左边的那颗形状不规则的天然钻石晶体可以切割出紫红或粉红紫红色的刻面彩色钻石,十分难得。形状不规则的天然钻石晶体都是由于外力的破坏,通常是在冲刷过程中钻石之间的摩擦和钻石与砂石之间的摩擦,以及开采过程中的撞击造成的。
因为彩色钻石价格昂贵,而且价格与切工和净度关系不大,切割彩色钻石时,首先要考虑的是获得最大重量。刻面彩色钻石的形状要与原天然晶体形状尽量相似以获得最大重量。市面上绝大多数的彩色钻石的形状都是不规则的花形切工,很少见到理想亮圆形切工的彩色钻石。1997年在日内瓦以805000美元拍卖成交的一颗175ct的紫红红色钻石的形状与原晶体形状相似,主要的加工是将原晶体的自然面抛光。
钻石晶体也可能呈双晶或是多晶。图1-4是一颗晶形十分完整的天然双晶钻石晶体,主要晶体呈典型的八面体,在顶部又生长出一个小八面体。这一双晶钻石晶体的颜色为灰色,是由在钻石晶体中含有许多微小的石墨晶体或未结晶的炭黑造成的。由于石墨或炭黑呈黑色,几乎完全吸收可见光,即使很低的含量也会使得钻石变为灰色,甚至是黑色。天然灰色和黑色钻石原石一般用于工业用途。这颗灰色天然双晶钻石晶体来自钻石次生矿,经冲刷和磨损,晶面和棱角都呈圆滑状。
图1-5是另外一种天然双晶钻石晶体,由两个立方体互相嵌入构成穿插双晶(Pene—tration twin)。这颗天然双晶钻石晶体的颜色为**,如果精心加工以增强饱和度,它可能成为一颗彩**钻石。这颗**天然双晶钻石晶体的晶面和棱角都为圆滑状,也来自钻石次生矿。
图1-4 由两个八面体构成的天然双晶钻石晶体
(刘严摄影/刘严收藏)
图1-5 由两个立方体构成的天然穿插双晶
(刘严摄影/刘严收藏)
宝石级钻石原石,天然钻石原石被开采出来之后需要经过分拣。只有极少的一部分天然钻石原石能达到宝石级别的要求,其他大部分用于工业生产,人们将成色较好的这种原石取来之后,根据钻石里面的具体纹路将这些原石分割成各个小块儿,避开里面的空洞和杂质,然后再进行打磨,之后就成为了大家平日里看到的璀璨闪烁的成品钻石。
钻石原石的特点
钻石原石大多看起来外表像毛玻璃,一般为完美晶体,极少数透明,大多有蚀刻纹、坑洞等结晶缺陷,颜色也较多,以白色或乳白色较为常见,硬度大,它是一种由纯碳组成的矿物,金刚石是自然界中最坚硬的物质。
钻石原石基本的晶体形状有六面体、八面体、菱形十二面体,实际晶体都是基本型或及变形体,按照用途一般可分为宝石级钻石原石和工业级钻石原石。
常见的晶体有钻石,石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精;常见的非晶体有石蜡,松香,沥青、橡胶,玻璃。
晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性,在结晶过程中,在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。
晶体内部原子或分子排列的三维空间周期性结构,是晶体最基本的、最本质的特征。
非晶体是无定形体,或称非晶体、非晶形固体,是其中的原子不按照一定空间顺序排列的固体,与晶体相对应。
常见的无定形体包括玻璃和很多高分子化合物如聚苯乙烯等。只要冷却速度足够快,任何液体都会过冷,生成无定形体。其中,原子尚未排好在热力学上有利的晶态中的晶格或骨架便已失去运动速度,但仍保留有液态时原子的大致分布。
扩展资料:
晶体和非晶体的判断:
1、根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类型进行判断。
如由分子通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体。由原子通过离子键形成的晶体属于原子晶体;又阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;由金属阳离子和自由电子通过它们之间较强的作用形成的晶体属于金属晶体。
2、根据各类晶体的特征性质判断。
如低熔、沸点的化合物一般为分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物一般为离子晶体。
熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质一般为原子晶体;晶体能导电、传热,具有延展性的为金属晶体。
3、根据物质的分类判断。
活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅等;常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属固态单质(注意:汞在常温下为液体)属于金属晶体。
——晶体
——非晶体
钻石如何鉴定:
方法一
假钻表面的圆滑磨纹
由于钻石的晶胞为五原子四面体,其晶体结构可以视为以角顶相连接的四面体组合,规则重复和三维排列。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,其表面光滑平整,成镜状,不会出现圆滑纹理或沟槽。有圆滑纹理或沟 槽者为仿品。
方法二
编辑真钻石硬度极高为10级。可以观察钻石的腰部,若是磨沙状腰围就最适合用此方法,钻石因为比任何冒仿品坚硬,因此不会像冒仿品般出现细条状的纹路,钻石的腰围乃呈颗粒状外观。
方法三
假钻石圆棱
同样因为钻石比冒仿品坚硬,冒仿品的刻面稜线往往会比钻石的感觉圆钝,而钻石的刻面稜线必是锐利的。
方法四
基于钻石比冒仿品坚硬的原理,冒仿品的刻面稜线常常出现磨损的情况。
方法五
若钻石留有天然面,天然面上有机会发现到钻石独有的『三角形生长纹』。
方法六
编辑若钻石出现崩断口,外观通常皆为阶梯状,而冒仿品则会截然不同地呈弯弧或贝壳状。(图七,图八)
其它方法
比重测试法
市面上有一种测量宝石比重的比重液;我们可以用332的比重液拿来测试真假钻石。天然钻石的比重为352,所有天然钻石置于比重水中都会下沉,所以凡是浮在比重液上的宝石,都可肯定它不是钻石。
穿透观察法
钻石具有高折光率,而折光率越高的钻石,光线反射力也越强,相对的透视度较低。可准备一张画有直线的纸张,将要测定的两颗不知名的钻石,正面朝下,压盖在直线上,由该钻石的背部直接以肉眼看下去,如能看到压在钻石下的直线,就肯定不是天然钻石。
亲油性法
钻石对油脂有一种「吸油性」,仿冒钻石则无此特性。将钻石在脸上沾些微量的油脂,用拇指磨擦该钻石,拇指会感到一种胶黏性,不易滑动,而仿冒钻石则会让拇指有滑溜的感觉[1]。
呵气试验
天然钻石传热能力佳,热气散得快。将要测试的钻石靠近嘴巴,轻轻呵气,使被测试的钻石蒙上一层轻雾,此时立即注视该钻石雾气挥发的情形,如为天然钻石,雾气将立即散去,反之雾气会在仿冒钻石上维持一阵子, 才会散去。
度量与重量
1克拉的天然钻石,直径尺寸约为650毫米(065公分),大多数的仿冒钻石在相同1克拉的重量下,其直径尺寸与天然钻石总有颇大的差距。
看生长点
在放大镜下观察,真品钻石的晶面上常有沟纹和三角形生长点,而赝品有三类:①加了氧化铝的普通玻璃,因折射率和色散提高, 容易误入,但硬度低。②用化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制,硬度接近,但折射率低并有双折射现象,在放大镜下可见重影。
人造氧化锆仿制
硬度较高,折射好,但在转动时会反射较多的彩光,与真品在转动时只反射出微弱的黄、蓝色彩光相比,有明显的差别。
硬度检验
钻石是已知最硬的自然生成物质,没有什么东西可在钻石上划上痕迹,若能划上痕迹的则绝非钻石。
导热性试验
在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气,若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快,这是因为钻石具有高导热性的原因。
观察反射光
用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。
钻石原石可以看表面金刚石晶面熔蚀现象
金刚石在金伯利岩岩浆的浑圆化作用下,使晶体上布满了各种形态的蚀象,与此同时与金刚石伴生的镁铝榴石、镁橄榄石、铬尖晶石等同样产生了蚀象。浑圆化作用包含了熔蚀作用,尤其是内成稳定阶段金刚石相中的金刚石,晶面蚀象严重,膨胀阶段金刚石相中的金刚石,由于熔蚀作用较短,蚀象一般不明显。复杂的金刚石蚀象,在晶体的分布有一定规律,它反映了晶体构造特征,三方生长层(阶梯状)是生长态,复三方生长层认为是熔蚀态,蚀象按形态分为11种(图28)。
21倒三角凹坑蚀象
在平面-曲面晶体的八面体(111)晶面上,与(111)三角形晶面构成反向平行。由于熔蚀程度不同,三角形大小不等,小的成显微状,大的占据一定晶面,三角形的锐角在不断熔蚀作用下形成四边形、五边形、六边形。凹坑深浅不一,浅的凹坑平缓状,深的为三角锥状,在三角形凹坑中,还可出现阶梯状。三角形凹坑在晶面上分布有的十分密集,也有稀疏状零星散布于晶面上。在三角形凹坑底部,还可出现更小的三角凹坑蚀象分布。三角形凹坑蚀象与晶体均造关系为三边一底与八面体面网平行。
22四角凹坑蚀象
在平面-曲面晶体的六面体(100)晶面上,它与六面体晶面外形差45°,四角凹坑大小不等,小的成显微状,大的占据一定晶面,凹坑深浅不一,有的成四角锥状,在四角凹坑中可出现阶梯状,在同一晶面中可出现几组大小四角凹坑蚀象分布。四角凹坑蚀象与晶体构造关系为四边一底与八面体、六面体面网平行。
23蛀穴状蚀象
在阶梯状发育的似菱形十二面体及平面一曲面晶体中。蛀穴外形成规则的圆形凹坑及不规则港湾状,蛀穴凹坑深度不一,有的似水果被虫咬似的,部分蛀穴深入晶体内部,在边部及底部常有其它蚀象分布。
24麻点状蚀象
在曲面晶体上,由大小一致的麻点状熔蚀凹坑密集分布,凹坑一般不深。
25圆板状蚀象
在曲面晶体上有多层状圆板凸出台面或凹形圆板,在圆板状蚀象上还可出现其它形状的蚀象。
26块状蚀象
在曲面晶体上由不规则的凹形及凸形块段组成。
27束状晕线
一组密集的线状突起分布在曲面晶体上,在面缝合线或六面体晶棱处褶曲。
28滑线
在平面-曲面晶体及曲面晶体中,金刚石处于塑性体时沿八面体面网间距的滑动产生塑性变形,滑线是由于熔蚀作用使塑性变形在晶面上反映。八面体(111)晶面上可见三组方向滑线,平行于八面体晶棱(110)面及(111)面。平面晶体滑线不明显或较细微,曲面晶体则十分明显,外形成一种雕刻线状。滑线常伴有倒三角形凹坑蚀象,倒三角蚀象往往形成链状,滑线可切穿(111)面进入曲面晶体,再进入另一晶面(111)。当滑线在曲面晶体中时,三角锥小丘的一个棱和滑线方向一致,其余两个棱构成杉针状外形。
29叠瓦状蚀象
在曲面晶体、平面-曲面晶体中,由三角锥小丘互相叠加而成,常沿滑线分布。三角锥小丘进一步熔蚀成乳滴状小丘。
210熔蚀沟
在平面-曲面晶体、曲面晶体的破裂纹上,晶面交线、晶棱、解理、双晶面、交叉连生缝合线等金刚石结构薄弱环节上,常出现一种槽形熔蚀沟。
211毛玻璃蚀象
为一种轻度、均匀、密集质点状熔蚀凹坑,晶面呈粗糙云雾状,金刚石成乳白色,透明度降低。
此外,还可以用其它一些物理方法鉴别
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