钻石中的碳原子结构是怎样的

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。

金刚石物理化学性质

(1)化学成分：C。常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。

(2)颜色：常见的为浅**、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色，无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量，玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。

(3)透明度：无色及浅色金刚石均成透明状，在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上，深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状，当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。

(4)硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

(5)密度：金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关，无色透明质纯的金刚石密度为352g/cm3，当具有包含物时密度为344~353g/cm3。

(6)偏光性：绝大多数金刚石在偏光下显示非均性，金刚石属等轴晶系矿物，理论上应为均质性，但由金刚石形成于压力变化的地质体中，由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位，因而显示不均匀的非均质性，表现在消光上的不一致性，干涉色很低的一级灰色，极少数还可测得一轴晶干涉图像。

(7)折射率(N)：24493(λ436μm)、24354(λ486μm)、24237(λ546μm)、24176(λ589μm)、24103(λ656μm)。

(8)反射率(R)：油浸下5308%，空气中1729%。

(9)亲油疏水性：金刚石是一种亲油疏水性矿物，在晶体表面擦上油质后可见晕色，在晶面上滴上油珠立即扩散，而滴上水珠则不扩散，因此在选矿中利用油选可将金刚石分离出来。

(10)电磁性：金刚石为无磁性重部分矿物(p>29)因此在选矿中不能采用电磁选(中磁性、弱磁性)方法。

(11)导电性：绝大多数金刚石是电介质，电阻率：5×104Ωcm，Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体，比电阻>1016Ωcm，I型(H b)金刚石为P型半导体，比电阻10~103Ωcm，温度上升到600℃或下降到-150℃时，电阻提高。

(12)刚度、强度：金刚石具有极大的弹性模量，是自然界最高的磨削材料，弹性模量达90000kg/mm。摩擦系数小，有极高的抗磨能力，因此在金刚石选矿中利用这一特性，采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。但金刚石极脆，不能承受正向的外力撞击。

(13)熔点：金刚石熔点达4000℃，在空气中燃烧温度为850~1000℃，在纯氧中720~800℃燃烧，金刚石发出浅蓝色火焰，并转化成二氧化碳。

(14)发光性：在X射线下金刚石产生天蓝色、浅绿色荧光，在长波、短波紫外线下产生浅黄、天蓝荧光，但有相当一部分不发光。有的在日光下曝晒后发浅蓝色磷光。阴极射线下显蓝、绿荧光。

(15)光泽：属标准金刚光泽，由于熔蚀作用及毛玻璃蚀象等可出现油脂光泽或光泽减弱。

(16)色散：金刚石色散为0044。在自然光的照射下，具备一定的入射角度在钻石表面产生分解的光谱色，俗称火彩(影响钻石火彩强弱还与体色、净度、刻面角度等有关)。

(17)热导性：金刚石热导性好，热导率高达66989~200966W/(m•℃)，其中Ⅱ型(Ⅱa)金刚石热导性极好，在液氮温度下为铜的25倍，在室温下为铜的5倍。

(18)热膨胀：热膨胀系数小。

(19)解理：|111|中等，|110|不完全。

(20)断口：见壳状。

(21)化学稳定性：化学性质非常稳定，在酸、碱中均不分解，在熔融的硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠中溶解。

示意图为http://imagebaiducom/ict=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%BD%F0%B8%D5%CA%AF%B5%C4%D4%AD%D7%D3%BD%E1%B9%B9%CA%BE%D2%E2%CD%BC&in=8493&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=33402965850&ln=1&fr=ala0&fmq=&ic=0&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&fb=0

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。