當前位置:首頁 » 鑽石礦藏 » 鑽石和碳有什麼不同
擴展閱讀
藤黃果成本價是多少 2025-07-23 13:17:34
價格合適的紅茶怎麼選 2025-07-23 13:06:53

鑽石和碳有什麼不同

發布時間: 2022-08-07 02:00:57

1. 鑽石主要成分是碳,那麼和煤炭的碳有什麼區別

主要是兩者形成的環境不同:鑽石形成環境需要有高溫高壓以及環境驟變;而煤炭形成環境需要及其穩定的、還原性的環境。

碳是一種非金屬元素,位於元素周期表的第二周期IVA族。碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在於大氣和地殼和生物之中。碳單質很早就被人認識和利用,碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。 碳能在化學上自我結合而形成大量化合物,在生物上和商業上是重要的分子。生物體內絕大多數分子都含有碳元素。

礦藏形式
碳既以游離元素存在(金剛石、石墨等),又以化合物形式存在(主要為鈣、鎂以及其他電正性元素的碳酸鹽)。它以二氧化碳的形式存在,是大氣中少量但極其重要的組分。預計碳在地殼岩石中的總豐度變化范圍相當大。

自然界中的循環:
在地面條件下,一種元素從一處到另一處是很罕見的。因此,地球上的碳含量是一個有效常數。碳在自然界中的流動構成了碳循環。

毒理性質:
純碳具有極低的對人體的毒性,並可以處理,甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地攝取。碳可以抵抗溶解或化學侵蝕,例如,即使是面對消化道內的酸性物質。因此它一旦進入人體組織後可能會無期限存留。吸入大量煤炭(或炭黑)粉塵或煙塵是危險的,它們會刺激肺組織,並引起充血性肺病煤工塵肺。相似的,金剛石磨粉被誤食或吸入也會有危險。

2. 同樣都是C元素構成,為何碳和鑽石的差距會那麼大

雖然碳和鑽石同樣都是c元素構成的,但是他們的內在結構是完完全全不一樣的,所以這也是導致碳和鑽石差別巨大的重要原因。

總的來說就是因為他們兩種的原子排列順序和密度不同,導致的巨大差距。鑽石中的每個碳原子周圍都有4個原子,並和中心碳原子保持等距離構成一個穩定的四面體,故其硬度較大,結構穩定。而碳並不是這樣的。我們家裡燒的碳的原子排列規律是呈正方體,所以鑽石比碳堅硬。除非鑽石有特殊的顏色,否則一般就的純碳。

3. 鑽石和碳的區別是什麼

從元素來說它們都是碳元素,但是鑽石和石墨之所以表現出很大的外觀差異,是因為它們的內部碳原子排列的結構不同,也就是所謂的同素異形體。

4. 鑽石主要成分是碳,那麼和煤炭的碳有什麼區別

金剛石和石墨的化學成分都是碳(C),科學家們稱之為「同質多像變體」,也有人稱「同素異形體」。從這種稱呼可以知道它們具有相同的「質」,但「形」或「性」卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前最硬的物質,而石墨卻是最軟的物質之一。大家都知道鉛筆芯就是用石墨粉和粘土配比而製成的,石墨粉多則軟,用「B「表示,粘土摻多了則硬,用「H」表示。礦物學家用摩氏硬度來表示相對硬度,金剛石為10,而石墨的摩氏硬度只有1。它們的硬度差別那麼大,關鍵在於它們的內部結構有很大的差異。

石墨內部的碳原子呈層狀排列,一個碳原子周圍只有3個碳原子與其相連,碳與碳組成了六邊形的環狀,無限多的六邊形組成了一層。層與層之間聯系力非常弱,而層內三個碳原子聯系很牢,因此受力後層間就很容易滑動,這就是石墨很軟能寫字的原因。

金剛石內部的碳原子呈「骨架」狀三維空間排列,一個碳原子周圍有4個碳原子相連,因此在三維空間形成了一個骨架狀,這種結構在各個方向聯系力均勻,聯結力很強,因此使金剛石具有高硬度的特性。

石墨和金剛石的硬度差別如此之大,但人們還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石,因為自然界中石墨(碳)藏量是很豐富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳,不是那麼容易的。十八世紀後期,人們就開始尋找合成的途徑,直至本世紀中葉。1938年學者羅西尼通過熱力學計算,奠定了合成金剛石的理論基礎,算出要使石墨變成金剛石,至少要在15000個大氣壓、攝氏1500度的高溫條件下才可以,到50-60年代建成了能達到上述條件的儀器裝置。石墨在5-6萬大氣壓((5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉變成金剛石。

目前世界上已有十幾個國家(包括我國)均合成出了金剛石。但這種金剛石因為顆粒很細,主要用途是做磨料,用於切削和地質、石油的鑽井用的鑽頭。當前,世界金剛石的消費中,80%的人造金剛石主要是用於工業,它的產量也遠遠超過天然金剛石的產量。

最初合成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用於寶石的金剛石一般最小不能小於0.1克拉)。現在我國研製的大顆粒金剛石達3mm以上,美國、日本等已製成6.1克拉多的金剛石。我們說金剛石已從石墨中「飛」出,寶石級的人造金剛石也會在不久的將來供應於市場。
參考資料:http://www.kepu.net.cn/gb/earth/mineral/interest/irt402.html

5. 為什麼同由碳元素組成,鑽石和煤球卻不同

它們的本質上都是不一樣的,是因為他們C結構的排列方式不一樣的,一個是容易失去原子,一個比較穩定,不易失去原子。

礦藏形式

碳既以游離元素存在(金剛石、石墨等),又以化合物形式存在(主要為鈣、鎂以及其他電正性元素的碳酸鹽)。它以二氧化碳的形式存在,是大氣中少量但極其重要的組分。預計碳在地殼岩石中的總豐度變化范圍相當大。

自然界中的循環:

在地面條件下,一種元素從一處到另一處是很罕見的。因此,地球上的碳含量是一個有效常數。碳在自然界中的流動構成了碳循環。

毒理性質:

純碳具有極低的對人體的毒性,並可以處理,甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地攝取。碳可以抵抗溶解或化學侵蝕,例如,即使是面對消化道內的酸性物質。因此它一旦進入人體組織後可能會無期限存留。吸入大量煤炭(或炭黑)粉塵或煙塵是危險的,它們會刺激肺組織,並引起充血性肺病煤工塵肺。相似的,金剛石磨粉被誤食或吸入也會有危險。

6. 鑽石和碳構成的元素相同,為何代表的意義就不同了。

石與碳是同素異形體,石墨和金剛石都屬於碳單質,他們的化學性質完全相同,但金剛石和石墨不是同種物質,它們是由相同元素構成的同素異型體。 所不同的是物理結構特徵。
二者的化學式都是c
石墨原子間構成正六邊形是平面結構,呈片狀。
金剛石原子間是立體的正四面體結構,呈金字塔形結構。金剛石晶瑩美麗,光彩奪目,是自然界最硬的礦石。在所有物質中,它的硬度最大。測定物質硬度的刻畫法規定,以金剛石的硬度為10來度量其它物質的硬度。例如Cr的硬度為9、Fe為4.5、Pb為1.5、鈉為0.4等。在所有單質中,它的熔點最高,達3823K。

金剛石晶體屬立方晶系,是典型的原子晶體,每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外四個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。這是金剛石的面心立方晶胞的結構。

由於金剛石晶體中C—C鍵很強,所有價電子都參與了共價鍵的形成,晶體中沒有自由電子,所以金剛石不僅硬度大,熔點高,而且不導電。

室溫下,金剛石對所有的化學試劑都顯惰性,但在空氣中加熱到1100K左右時能燃燒成CO2。

金剛石俗稱鑽石,除用作裝飾品外,主要用於製造鑽探用的鑽頭和磨削工具,是重要的現代工業原料,價格十分昂貴。

7. 碳和鑽石的區別是什麼

1、物理結構不同。

金剛石和碳相比,結構更為緻密。金剛石的密度大約是碳的1.5倍左右。金剛石的密度約為3.5-3.53g/cm³,碳的密度約為2.09–2.23g/cm³。

2、物理性質不同。

鑽石每個碳原子都與周圍的4個碳原子通過強烈的相互作用緊密結合。「緊密結合」的兩個碳原子之間的距離約為0.155nm,從而形成緻密的三維結構,正是這種緻密的結構,使得金剛石成為天然存在的最堅硬的物質。

而碳是層狀的結構,就一個片層而言,每1個碳原子會與其周圍的3個碳原子通過強烈的相互作用緊密結合,「緊密結合」的兩個碳原子之間的距離約為0.142nm。

在碳中層與層之間相距為0.335nm,由於距離比較大,碳原子的相互作用較弱,因此很容易沿著與層面平行的方向滑動、裂解,所以碳很軟、有滑膩感。

3、穩定性不同。

金剛石的穩定性低於碳,可自發轉變為碳,但常溫常壓下這一轉變的速度很慢,可以忽略不計,因此鑽石得以穩定存在。自然界形成的金剛石一般形成於地球內部高溫高壓的環境,後來被火山噴發等地質構造運動帶到地表,因此許多金剛石發現在火山附近。

8. 結晶碳是鑽石嗎

不直接是,是有區別的。
鑽石和碳有以下區別:鑽石是指經過琢磨的金剛石,是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體。而碳是一種非金屬元素,是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在於大氣和地殼和生物之中,是黑色粉狀或顆粒狀多孔結晶。

9. 鑽石和碳的成分一樣嗎

因為原子排列順序不同 組成金剛石的碳原子呈晶格狀,好像空心的蜂窩一樣.這種結構使原子間相互的作用力很大,十分堅固.金剛石是硬度最大的一種物質,可以用來切割很堅硬的物體,劃玻璃的刀頭上就鑲有金剛石.而組成石墨的碳原子為層狀成片狀.層與層之間很容易相對滑動,這種結構使石墨比較柔軟.

10. 都是碳的晶體,為何鑽石是透明的石墨不是呢

鑽石和石墨都完全由碳製成,最近發現的buckminsterfullerene(一種離散的足球狀分子,含有60個碳原子)也完全由碳製成。但是,對於三種材料,碳原子在空間中的排列方式不同,這使它們成為碳的同素異形體。碳和鑽石的不同特性來自其獨特的晶體結構。

同時,由於鑽石的內部結構和石墨的明顯區別,使得鑽石擁有強大的硬度、強度和耐用性,鑽石的密度高於石墨(每立方厘米3.514克)。鑽石也表現出很強的抗壓性,它可以劃傷其他所有的材料,是已知最硬的材料。此外,鑽石能分散光線,這意味著紅光和紫外光的折射率是不同的(分別為2.409和2.465)。因此,鑽石就像一個棱鏡,將白光分為彩虹色,其色散為0.056(差值)。色散越大,獲得的顏色光譜越好。鑽石的“光彩”來源於光的折射、內反射和色散。