钻石的结构是什么

钻石的结构是什么,第1张

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。

结构

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[1]。

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 (227号)空间群。如果立方晶胞的晶格常数是a, 则金刚石结构的原胞的基矢是

每个原胞含有两个原子,在原胞中的坐标分别是

金刚石结构的每个结晶学原胞(即晶胞)含有8个原子,在晶胞中的坐标分别是

性质

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10928度,精确值

,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。因为共价键难以变形,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。

金刚石结构的空间堆积率(又称占位比,为

)比面心立方结构(

)和六角密积结构(与长轴短轴比有关,近似与面心立方结构相同)低,也比体心立方结构(

)低。但金刚石结构的原子密度(即单位空间中的原子数)大。这一特点对于金刚石尤其显著,因为金刚石中的C-C键长很小。

结构辨析

金刚石结构与闪锌矿结构(zincblende structure)非常相似,不同之处在于,构成闪锌矿结构的两个面心立方点阵上的原子是不同种类的,例如Zn和S, 而构成金刚石结构的原子是同种类的。闪锌矿结构的堆积率随两种原子的相对大小而变。

金刚石与石墨同样由碳原子构成,是同素异形体。由于碳原子的结合方式不同,两种物质的性质迥异。石墨中的碳原子是按sp2杂化的方式形成共价键的,在一个平面上以共价键结合成蜂窝状结构,层与层间靠比较弱的范德华力结合。同一层内碳原子之间的结合比金刚石还强,所以石墨的熔点比金刚石更高。但层间结合较弱,很容易发生滑移,所以硬度很低。石墨中碳原子的4个价电子中的3个形成共价键,另外一个价电子在晶体中形成大

键,可以沿石墨层导电。

金刚石与其他的碳同素异型体之间的差别也是有碳原子结合方式的不同而引起的

人造金刚石

金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质。自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后,人们就开始了对人造金刚石的研究,只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展,才获得真正的成功和迅速的发展,人造金刚石亦被广泛应用于各种工业,工艺行业。

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购买dr钻戒女生必须在场吗

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普通人肉眼很难区分钻石的真假,主要还是看有没有专业鉴定证书

介绍几种钻石鉴定方法:

方法一

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

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。

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。

按照中国国家钻石分级标准对钻石的定义,钻石是一种自然界产出的矿物,其主要化学成份为碳,等轴晶系,摩氏硬度为10,是已知所有矿物中最坚硬的一种:钻石的密度为352/m3(左右),折射率为2417,色散率为0044。此外,钻石还具高导热性、强抗腐蚀性等特点。

钻石的定义还包括:无论在什么地方产出,钻石一词都是指天然产出的矿物,无需在其前面冠以"天然"二字。一切人工方法生产的用于模仿钻石外观或本质的产品都不能以"钻石"来命名,即使这种产品的成份和结构与钻石完全相同,也只能称为"合成钻石"。

2、钻石为什么如此珍贵?

钻石深埋入地底,或悬崖或枯河床中,工人开采困难,需先深入地下掘出钻石矿岩,这种岩称为蓝土( 即金伯利岩Kimberlite),这些篮士经过特殊挑选过程,平均100吨蓝土可获得雕琢成一克拉钻石的原石。在西南非,钻石出现于上古河床,必先移去深达70英尺的沙层,然后使用巨型推土机采出含钻石的砂砾,再用特殊程序挑选,出现一颗粗钻石的成功率,只有几百万分之一。而粗钻切磨成宝石级钻石的比率是20%,其余则是工业级钻石。至于一颗原石要想磨成一颗质优的钻石,最少损失原石一半以上。

3、珠宝饰品如何分类?

根据国内外一般的商业习惯,将珠宝饰品作下列的区分:亦即将珠宝饰品分为五大类,第一大类是宝石饰品,包括:1、钻石,2、红宝石,3、蓝宝石,4、祖母绿。第二大类是贵金属饰品,包括黄金、白金、银。第三大类是珍珠饰品。以上三大类列为贵重珠宝。

第四大类是半宝石饰品,包括:1、蛋白石,2、紫水晶,3、黄玉,4、翡翠,5、玉,6、电气石(碧玺),7、拓榴石,8、黑宝石,9、猫眼石,10、珊瑚,11、玛瑙,12、虎眼石,13、其他如亚历山大石等。在半宝石中,部分高品质者,如翡翠、黑蛋白石、紫水晶、亚历山大石等,售价也不低。

第五类是人造珠宝类,包括1、贝壳,2、珐琅,3、景泰蓝,4、合成宝石,如合成钻石、人造红宝、人造蓝宝、人造祖母绿、人造翡翠等,5、平价金属,如铜、镀金、铜组合金,其他各种金饰品,6、其他。

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