❶ 鑽石的一般性質
雖然鑽石的硬度最高,但可以有解理,即可沿鑽石的某些品面裂開。鑽石在4個晶體方向上可以有完全解理,其解理面非常平整。鑽石加工工藝師常常利用鑽石的解理性質將鑽石晶體的多餘部分敲掉,以節省研磨時間。而且被敲掉的多餘部分還可能研磨成小鑽石。
盡管碳元素的原子質量較低,由於鑽石晶體緻密,其密度較高,為3.52g/cm3。在所有的貴重寶石中,只有鑽石是由單一元素構成的,而且包裹體很少,密度的變化范圍極小。用一般的寶石學比重儀來測量鑽石的相對密度時,所有寶石級鑽石的相對密度都是3.52,一般鑽石的相對密度變化范圍小於寶石比重儀的誤差范圍。比重法是鑒定鑽石的有效手段,但過程比較繁雜而很少被使用。
鑽石的折射率很高,達2.42。折射率越高,產生全反射的入射角越小,使有可能將入射到鑽石內的光經檯面完全反射出來。如果一顆刻面鑽石的切工比例符合理想切工比例,由檯面入射光的絕大部分可以再由檯面反射出來,使得刻面鑽石總是閃閃發光,奪目誘人。另外折射率越高表面反射強度也越高,鑽石的檯面也總是很亮,增加了刻面鑽石的誘人程度。即使黑色鑽石沒有任何內反射光自檯面出射,檯面的表面反射也會使其閃閃發光,尤其是在鑽石的黑色背景下表面反射使黑色鑽石格外閃耀。鑽石的折射率超出一般寶石學折射儀的測量范圍,因此,鑽石不可能用寶石學折射儀測試折射率加以鑒定。
鑽石的色散率中等,為0.044。當光垂直刻面鑽石的檯面射入鑽石時,所反射光的色散並不明顯,所以觀察到的光都是白光閃閃,沒有色散所產生的光譜顏色。當光以較大的入射角進入無色刻面鑽石時,由檯面出射的反射光可能會出現明顯的色散,所觀察到的光呈現光譜色,即出現所謂的「火彩」。當遠離鑽石觀察時,容易看到「火彩」,這是因為對於相同的色散角,距離越遠色散越大,即距離越遠色散越明顯。
純凈鑽石晶體中不含任何雜質,而且晶體的結構也沒有任何缺陷。純凈鑽石對可見光完全透過,除表面反射外幾乎無吸收,這就是純凈鑽石呈現無色的原因。彩色鑽石的顏色是由鑽石晶體中的雜質或晶體缺陷所造成的,詳細原因將在下一章介紹。
純凈鑽石是電的絕緣體。在鑽石晶體中,碳原子外層的4個電子與周圍的4個碳原子的電子組成共價鍵,在鑽石晶體中沒有自由電子,因而純凈鑽石是電的絕緣體。石墨的導電性質與鑽石恰恰相反,是電的導體,這是因為在石墨晶體中碳原子外層的4個電子中只有3個電子與周圍碳原子的電子結合,另外一個自由電子能夠導電。
鑽石是最好的熱導體。熱在晶體中的傳導是通過振動實現的。由於碳原子之間的共價鍵結合緊密,原子與原子之間的可伸縮范圍極小,鑽石晶體是剛性最好的材料,因此,在鑽石一側由熱引起的熱振動會以最快的速度傳導到另一側,所以鑽石是熱傳導率非常高的材料。在室溫下,鑽石的熱傳導率大約是銅的5倍。當鑽石晶體含有雜質時,熱傳導率明顯下降,不含雜質鑽石的熱傳導率是含氮雜質鑽石的1倍以上。典型的不含雜質鑽石的熱傳導率大約為2100 W/(m·K),典型的含氮雜質鑽石的熱傳導率大約只有800 W/(m·K),原因是鑽石中的氮元素雜質改變了鑽石的晶體結構,造成了熱振動傳導速度的減緩。
過去利用鑽石熱導儀可以准確地鑒定鑽石。近年來合成莫桑石(Moissanite)問世——由於合成莫桑石的熱導率接近鑽石的熱導率——使得鑽石熱導儀的使用受到限制。鑒定鑽石與莫桑石的有效方法是利用它們之間不同的光學特徵:鑽石為均質體,無雙折射現象,而莫桑石為雙折射晶體,且雙折射現象很明顯,在顯微鏡下即可以觀察到稜角的重影。
鑽石晶體中的每一碳原子都有8個共價電子,從而每一碳原子都形成一穩定的原子結構,相當於一個惰性原子。這一穩定的原子結構不僅使鑽石具有最高的硬度,也使其成為化學惰性物質。在常溫下,鑽石不與任何物質發生化學反應。
❷ 鑽石是否為純凈物
鑽石是研磨過的金剛石,金剛石是由碳構成的純凈物.當然現實中的天然金剛石都是含有雜質的.
❸ 鑽石是怎麼形成的鑽石為什麼昂貴
鑽石是非常昂貴的寶石,屬於天然礦物。鑽石雖然昂貴,但並不意味著鑽石稀有。
鑽石99%都由碳元素組成,在地球高溫、高壓環境下就可以自然形成,攜帶有石墨等碳元素的隕石如果撞擊地球,產生的高溫和高壓環境,也可以形成鑽石。相比黃金,鑽石的形成條件並不困難,因此地球上的鑽石礦並不少,通過人工合成的方式,也可以製造出工業鑽石。
鑽石既然並不稀有,為何鑽石的價格如此昂貴?這是因為鑽石經過了完美的商業化,商業的炒作,讓鑽石擁有了異常高的身價。
總結:
鑽石的形成,需要給予碳元素較大的壓力和較高的溫度。地球內部存在大量的碳元素,在距離地表160公里以下的位置,能夠產生高溫環境,就有幾率產生鑽石。
如果人類的開采能力繼續提升,地殼深處必然會有更大的鑽石礦,隨著人類科技的提升,合成人工鑽石,也是指日可待的事情。
鑽石之所以昂貴,是由於鑽石的開采難度較大,並且鑽石商人對鑽石的商業處理非常完美,從而導致鑽石價格要比其他天然寶石的價格更高。雖然鑽石的價格有很大「水分」,但克拉數較高的天然鑽石,還是有一定的收藏價值的~
❹ 鑽石的好處和寓意
一、鑽石的8種美好寓意
1.興旺發達的標志
鑽石是頂級寶石,它標志著頂級事業、頂級成就。人們把擁有鑽石作為事業成功的標志。成功人士大都青睞鑽石。
南非之星鑽石發現於1869年,原石重83.50克拉,是一個牧羊男孩在路上撿到的。它被陳列在南非國會大廈。南非大臣預言:「各位,這顆鑽石將是未來南非的基石。」南非之星的發現,在南非掀起了淘鑽熱潮,並吸引了世界各地的人來到南非尋找財富,對南非的興旺發達起了重要的推動作用。
2.純潔愛情的標志
鑽石純潔透明、經久不變,鑽戒像情人炯炯有神的眼睛,深情地注視著你。它是純潔愛情的標志,表示對愛情的永恆追求和忠貞。
奧地利大公麥西米倫在1477年和法國瑪利公主訂親時,曾差人給瑪利公主帶去一封信,信中說:「訂親之日,公主必須佩戴一枚鑲有鑽石的戒指。」從此,鑽戒成為戀人們訂情的信物,並一直流傳至今。
3. 高尚品質的標志
駱賓王《在獄詠蟬》詩中高呼:「無人信高潔,誰為表余心。」如果鑽石在場,可以自告奮勇地回答:我能夠表達你的高潔之心!鑽石晶瑩剔透、象徵著純潔真實、忠誠勇敢、安靜自如。人們把鑽石看成高尚品質的標志。高山仰止,景行行止,雖不能至,心嚮往之。
4.非凡能力的標志
在地質學中,按相對硬度,將自然界中礦物的硬度分為10級,鑽石是硬度為10的標准石,是最硬的,也是硬度為10的唯一的結晶物。鑽石的硬度是藍寶石硬度(9級)的150倍,是水晶硬度(7級)的1000倍。因此,人們把鑽石看成是非凡能力的標志,它堅強無比,既是堅不可摧的,又是攻無不克的。
5.無窮財富的標志
作為寶石,必須具備美麗、耐久和稀少這三大要素。鑽石是唯一一種集最高硬度、強折射率和高色散於一體的寶石品種,是任何其他寶石都不可比擬的。這樣的寶中之寶,理所當然地成為貴中之貴了。因此,鑽石是無窮財富的象徵。
6.無限權力的標志
歷代帝王將名鑽視為無限權力的標志,奉為至寶,深藏宮中,世代相傳。庫里南鑽石重3106克拉,於1905年1月25日在南非德蘭士瓦礦山由韋爾斯發現。1908年2月10日開始切磨。庫里南1號命名為「非洲之星」,重530.20克拉,是迄今為止加工為成品的最大鑽石,鑲嵌在英國國王的權杖上。
7.藝術魅力的標志
人們對鑽石的加工,經歷了漫長的摸索之路。直至1919年,旅居美國的波蘭數學家塔克瓦斯基,根據鑽石的臨界角,按全反映原理設計出具有58個刻面的標准圓鑽石琢型,當光線進入鑽石內部它能全反射出來,並伴有彩光時,鑽石才以潔白、明亮、閃爍著光彩的高雅外姿,傲居眾多寶石之首,表現出神奇的藝術魅力。
8.永恆存在的標志
在幾千萬年前,地下深處熾熱的岩漿沿管子上沖,由於火山口經常被堵死,上升的岩漿在極巨大的壓力下冷卻。其中含的少量純碳在這種高溫和巨大壓力下結晶成為金剛石。
大家現在了解了吧!鑽石的寓意挺多的,希望你擁有的愛情天長地久、完美無瑕。了解了鑽石,那麼婚禮上戒指有了,婚禮上新娘穿什麼婚紗好看,也可以多了解,做最美的你。
❺ 高中化學問題. 鑽石是純凈物嗎
理論上來說金剛石是純凈物,但不知你說的鑽石和金剛石是不是一個概念
彩鑽不是純凈物,因含有某種特定的金屬元素而顯現不同的顏色
❻ 為什麼鑽石是無色的 碳卻是黑色的
碳原子以晶體結構的形式排列 鑽石的化學成分是碳,這在寶石中是唯一由單一元素組成的。屬等軸晶系。晶體形態多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。這種獨特的晶體形態使得,鑽石折光率 2.42,具有強色散性 。故純凈的鑽石無色透明。 石墨中碳原子以平面層狀結構鍵合在一起,由於它的層狀結構,灰色,半金屬光澤
❼ 鑽石的成分主要是什麼
天然鑽石生成於地表下120-200公里,其形成年代通常為24至32億年前之間,但也有短至6千萬年者。
在過去的傳說中,認為當天上打雷時,地下就會長出鑽石,但神話雖美,其實卻不然;鑽石原來產自一種角礫雲母橄欖岩中,是一種超美鐵的火成岩,主要的礦物是橄欖石和金雲母,因其晶體之完整與均質之形貌還有內部的構成,一般皆認為是由液態形成。
因鑽石本身是一種純凈或近乎純凈的碳化物,在高溫高壓的條件下,才能形成。故一般認為其生成於地表下120-200公里,大陸地殼下的軟流圈;而後隨著地殼變動,隨著火山爆發活動送至地表。抵達地表之後,部份鑽石又落回火山熔岩脈中,稱為Pipes管狀礦;其它鑽石則受風化侵蝕流入河中,於壺洞和漩渦處形成Alluvial deposits沖積層礦。
天然鑽石的形成年代通常為24至32億年前之間,但也有短至6千萬年者。這些地底深處的鑽石有時會隨深處熔岩的上升而帶至地表。這種深層熔岩凝固時形成上大下小喇叭狀的岩柱。這種含鑽石的岩柱的礦物成分很特別,只有高壓下才生成的石榴子石,稱為"Kimberlite"。
Kimberlite只生成於古老穩定的地殼中,全世界只有在特定的區域內才能看到這種深層岩柱的露頭。(如印度、巴西、南非、薩伊、俄羅斯、中國及澳洲)。Kimberlite的露頭風化後,鑽石會被雨水沖刷而沈積在河床內。山洪爆發後這些鑽石也會被河水沖到河口而混在岸邊沙灘內,最早被發現的鑽石就是這類漂積的鑽石。
Kimberlite ( 譯名為金伯利岩 ), 為過去高溫高壓下所形成之礦物聚合體 。
鑽石大部份無色,有色鑽石則包括有綠、藍、大紅、粉紅、橙、黃、啡、黑色等;其中以紅色及粉紅色價格較貴,綠色及藍色則十分罕見! 鑽石的摩氏硬度:10,在天然礦物為最高硬度,化學成份:9.98%碳;也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳。
鑽石的母床Kimberlite,學名為"角礫雲母橄欖岩",為過去在高溫高壓的環境下,形成礦物的聚合體,常被發現在河床沉積。現在鑽石的來源差不多都是從Kimberlite中采出,它的成份為石榴子石及橄欖岩,呈火山筒產狀,可能代表地函上部的物質。
然而,Kimberlite內所含的鑽石量也很稀少,通常要壓碎五公噸以上的原石,才能找到一克拉(1/5克)的鑽石。而且大部分鑽石的品質不佳,只能成為工業用磨料。能用做寶石的鑽石不及鑽石原石的1/7。
❽ 鑽石的基本性質
鑽石的礦物名稱為金剛石,英文名稱為Diamond,源自希臘語「adamant」,意思是「堅不可摧」。
鑽石與紅寶石、藍寶石和祖母綠一起並稱為四大珍貴寶石。目前鑽石已成為結婚的信物,並被譽為四月的生辰石,象徵堅韌、永恆和純潔無瑕。
一、鑽石的化學成分和分類
1.化學成分
鑽石是具有立方結構的碳。主要成分是C,其質量分數可達99.95%,次要成分有N、B、H等。其他微量元素還有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。
2.分類
鑽石的分類最早由Robertson、Fox和Martin等三人根據鑽石在紅外區吸收帶和對紫外光透射的差異提出,他們認為Ⅰ型鑽石能透過400~300nm的紫外光並在紅外區顯示與氮有關的吸收帶,而Ⅱ型鑽石可透過低至220nm的紫外光並在紅外區無明顯的吸收帶。
1959年美國的Kaiser和Bond發現Ⅰ型和Ⅱ型鑽石的差異與雜質氮有關,後來人們又發現在含氮的鑽石中氮的最常見的存在形式不只一種,氮以單個氮原子分散在鑽石中,稱為C心、以原子對集合體出現,稱為A心、3個氮形成的原子團稱為N3中心,而多於4個原子的原子團則稱為B集合體(B心),也可為一些較大的有幾個原子厚的扁平層偏片晶氮存在,稱為D心。鑽石的分類是按照是否含氮和硼及氮的聚型類型劃分如下(表14-1-1)。
表14-1-1 鑽石的分類
天然鑽石中Ⅰa型鑽石約佔98%以上,Ⅱa型佔1%左右,Ⅰb型和Ⅱb型很少,人工合成鑽石中以Ⅰb型為主,少量為Ⅰb和Ⅰa型混合型。
二、鑽石的結構與形態
1.晶體結構
鑽石屬等軸晶系,
圖14-1-2b 鑽石晶體不同聚形示意圖
大多數彩鑽顏色發暗,強至中等飽和度、顏色艷麗的彩鑽極為罕見。彩鑽是由於少量雜質 N、B和H原子進入鑽石的晶體結構之中,形成各種色心而產生的顏色。另一種原因是晶體塑性變形而產生位錯、缺陷,對某些光能的吸收而使鑽石呈現顏色。
(1)黃至棕黃色鑽石的顏色是由於N原子代替C原子而產生的。理想的鑽石晶體是禁帶很寬的半導體,寬的禁帶避免了可見光范圍內的一切可能吸收,因此理想的鑽石是無色的。當N原子代替部分C原子時,由於氮外層有5個電子,代替碳原子後多餘一個電子,這電子在禁帶中形成一個新的能級,相當於減少了禁帶寬度,從而使得晶體能吸收可見光范圍內的光能而呈現顏色。N原子代替C原子有不同的形式,一種情況是孤立的N原子代替C原子,它對能量高於2.2eV(波長小於560nm)的入射光有明顯的吸收,使鑽石呈現一系列黃色、褐色、棕色,其顏色很鮮艷濃郁,Ⅰb型鑽石的顏色往往由該種色心引起;另一種情況是金剛石內N原子可移動聚合在一起形成多個N原子集合體,這種集合體對400~425nm光有明顯的吸收作用,同時對477.2nm有弱吸收,由於人們對477.2nm吸收反應靈敏,477.2nm藍光被吸收後,鑽石呈現黃色。
(2)藍色鑽石:從晶體完美程度來講,藍色鑽石是最好的,也是極罕見的。它不含N卻含有微量B(wB<1%),屬Ⅱb型鑽石。正是這些B使鑽石呈現美麗的藍色。少數含H雜質的鑽石也呈藍色。
(3)粉紅色鑽石和褐色鑽石:這兩種彩鑽都是由於鑽石在高溫和各向異性壓力的作用下發生晶格變形而產生的顏色,相比之下粉紅色鑽石罕見得多,因而極其昂貴。這種晶體缺陷在極端情況下可形成紫紅色鑽石。
(4)綠色鑽石:綠色和藍綠色鑽石通常是由於長期天然輻射作用而形成的。當輻射線的能量高於晶體的閾值時,碳原子被打入間隙位置,形成一系列空位-間隙原子對,使鑽石的電子結構發生變化,從而產生一系列新的吸收,使鑽石著色。若輻照時間足夠長或輻照劑量足夠大,可使鑽石變成深綠色甚至黑色。輻射造成的晶格損傷有時還可形成藍色鑽石和黃褐色鑽石。
2.光澤
鑽石具有特徵的金剛光澤,金剛光澤是自然界透明礦物最強的光澤。但鑽石的光澤有時會因表面不平而顯得暗淡。
3.透明度
鑽石的透明度為透明-不透明。純凈的鑽石應該是無色透明的,但由於地質條件的復雜性,常有雜質元素進入鑽石的晶格或以包裹體的形式存在於鑽石中,使鑽石的透明度受到一定的影響。
4.光性
鑽石屬等軸晶系,為均質體,在正交偏光下全消光,但有些鑽石由於內部應變或內部含有包裹體,偶見異常消光。
5.折射率
鑽石為單折射寶石,在鈉光(589.3nm)中折射率為2.417,超過了常規折射儀的測試范圍,是透明礦物中折射率最大的。
6.色散
鑽石的色散強,色散值為0.044,比天然無色透明寶石的色散都高,所以我們在切割標準的鑽石表面能看到漂亮的「火彩」。
7.發光性
(1)紫外熒光:鑽石在紫外燈下的熒光可有不同的反應,有些鑽石發光很強,有些則不發光。鑽石在長短波紫外光下可呈現從無至強的藍色、黃色、橙黃色、粉色等熒光,通常長波較短波的熒光強。
(2)X射線熒光:鑽石在X射線下一般呈現藍白色的熒光,且穩定性好,在鑽石開采中可根據鑽石X射線下的熒光特性,將其他礫石分選出去。
(3)陰極發光:陰極發光可揭示鑽石的內部生長結構,鑽石在陰極發光儀的電子束照射下,絕大多數鑽石會發出陰極熒光,主要呈現藍色、橙紅色和黃綠色,天然鑽石和合成鑽石的生長條件不同,表現出的生長結構也不同,目前陰極發光技術已成為鑒別鑽石是天然的還是合成的主要手段之一。
8.吸收光譜
無色—淺黃色的鑽石,在紫色區415.5nm處有一吸收譜帶;其他顏色的鑽石的吸收線位於453nm,466nm和478nm處;褐—綠色鑽石,在綠區504nm處有一條吸收窄帶,有的鑽石可能同時具有415nm和504nm處的兩條吸收帶。輻照改色的黃色鑽石可能在498nm,504nm和592nm處有吸收帶。
四、鑽石的力學性質
1.解理
鑽石有四組八面體{111}方向的中等解理,{110}、{221}的不完全解理。圖14-1-3為鑽石{111}方向解理示意圖。
圖14-1-3 鑽石{111}方向解理示意圖
2.硬度
鑽石的摩氏硬度為10,是自然界最硬的礦物,鑽石的硬度具有各向異性的特徵,不同方向硬度不同,其八面體晶面的硬度大於立方體晶面的硬度,因此在鑽石加工中可用鑽石研磨鑽石。
鑽石具有很強的抗磨性能,摩擦系數小,其抗磨能力是剛玉的90倍。這種特性使鑽石能高度拋光,並使每個小面邊棱銳利、挺直。但值得注意的是,鑽石雖硬,但常顯脆性,在外力沖擊作用下很容易破碎。
3.密度
鑽石的密度為3.52(±0.01)g/cm3,因鑽石成分單一,並且純度較高,所以鑽石的密度相對很穩定。
五、鑽石的內含物
鑽石的內含物主要有淺色至深色礦物包體、雲狀物、點狀包體、羽狀紋和生長紋。礦物包裹體主要是鑽石、橄欖石、輝石、石榴子石、鋯石、剛玉、黑色石墨、暗色的赤鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、硫化物等。雲狀物由雲霧狀白色或灰色包體組成,羽狀體則包括開放式裂隙和隱蔽式裂隙兩種裂隙類型。此外,鑽石中還可見生長紋和解理等特徵。
六、鑽石的電學性質和熱學性質
1.電學性質
Ⅰ型和Ⅱa型鑽石是絕緣體,室溫下電阻率為1014~1015Ω·cm。通常情況下,Ⅱb型鑽石因含硼而電阻率降低,為25~108Ω·cm,為P型半導體,鑽石半導體的電阻值隨溫度變化特別靈敏,甚至連很微小的變化(0.0024℃±)都能在瞬間被記錄下來,這一特點被廣泛應用於真空儀器和精密測溫的儀器中。
2.熱學性質
(1)導熱性:鑽石具有很高的導熱率,且導熱率與含氮量有關。若300°K下其導熱率為銅的3倍,則其含氮量<300×10-6。Ⅰa型鑽石的含氮量多高於此值,故不宜作散熱元件。Ⅰb和Ⅱ型鑽石含氮量低,均具有很高的導熱率,適於作散熱元件。其中Ⅱa型鑽石的導熱率最好,約比銅高6倍,在190℃則升至30倍左右。
根據鑽石的高導熱率,寶石鑒定中可用鑽石筆(熱導儀)鑒定鑽石和其仿製品;若簡單地對著樣品哈氣,如果是鑽石,則表面上的那層霧氣比仿製品要消失得快,這是因為鑽石傳熱快,鑽石提供的熱量讓水膜迅速蒸發的緣故。
(2)熱膨脹性:鑽石的熱膨脹性非常低,溫度的突然變化對鑽石的影響很小,但若鑽石中有裂隙或含有熱膨脹性大於鑽石的包裹體時,溫度的突變可能使鑽石發生破裂。
(3)可燃性:高溫下鑽石可燃,燃點在空氣中為850~1000℃,鑽石在氧中加熱到650℃時,即緩慢燃燒而變為氣體二氧化碳。燃點和鑽石與空氣的接觸面及增溫率有關,一般小顆粒鑽石比大顆粒鑽石易燃。激光打孔就是利用該原理在很小區域內提供集中的熱量,使空氣中的氧將鑽石中的暗色物質燒掉。在絕氧並加壓的真空條件下,鑽石加熱到1800℃,可轉變成石墨。
3.其他性質
(1)表面性質:鑽石表面具有親油性和疏水性。由於鑽石由非極性的碳原子組成,對水的H+和(OH)-不產生吸附作用,即水對鑽石不產生極化作用,故鑽石具有疏水性。
(2)化學穩定性:鑽石對任何酸都是穩定的,甚至在高溫下,酸對鑽石也不顯示任何作用,但在含氧鹽類和金屬熔體中,鑽石很容易受侵蝕。
❾ 為什麼鑽石是透明的,而化學式是碳單質
樓上是來搞笑的吧?鑽石怎麼成了C60了??C60是足球烯好吧?
鑽石的主要成分是C沒錯,但是他的晶體類型是一種等軸晶系而不是樓上所說的C60。
另外,樓主對於基本概念有混淆,C與是否透明無關,而與內部結構有關,像鑽石是一種比較純凈的C單質,但是會因為混入少量雜質而呈現出不同的色彩。
我們通常所說的碳不是單質,而是混合物。
希望能幫到你