❶ 为什么说钻石是最坚固的
因为钻石的物理硬度是最高的。
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
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。
(1)钻石硬是什么原因引起的扩展阅读:
钻石的结构性质
金刚石结构分为;等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。
在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。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。
由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。
❷ 是什么原因使钻石那么坚硬的
现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(白色)。
❸ 钻石为什么坚硬,是因为元素排列的原因吗
因为钻石具有独特的内部结构。
钻石象征着高贵的身份和地位。只知钻石稀有,不知钻石的本质。1772年,瓦锡将钻石加热燃烧,成功测得燃烧后的产物有水和二氧化碳,至此钻石的面纱被人类揭开。
目前为止,金伯利岩矿脉分布在南非和俄罗斯以及中国等少数国家,以南非着名,“库利南钻石”重达3106克拉。
钻石坚硬,什么工具才能切割和加工?可能不信,加工钻石要比加工其它矿石要相容易。在200年前,钻石工匠利用经验判断钻石纹路,然后劈开。
❹ 钻石只是由常见的碳元素构成的,为什么却这么坚硬
除了碳元素,还有高压环境,才能形成金刚石。这样硬的原因就是因为金刚石的物理结构是正四面体,里面的原子都是规规矩矩的排列,经过高压高温留下了大量的能量,这些能量使得金刚石的硬度非常大。
元素只是一个基本,还有形态,碳元素存在于各种自然物体中,生物仅仅是其中一种,还有非生命的钻石还是具有稀缺性的,起码他最硬主要是碳原子组成,但是它的排列形式是不一样的,一般的煤炭中碳原子排列形式和钻石有很大的区别的,就好比相同的木头做成不同形状的模型,它们的承重能力也不一样。由于钻石的碳原子结构形式更加稳定,所以它的硬度会更大。而且碳原子也并不一定就产生在植物中呀,其实早就发现外太空也存在含碳陨石,但不代表这个陨石上就长过植物呀。
❺ 都说钻石是最坚硬的石头,它是怎么生成的呀
钻石的形成是在地底里数百公里深处的地质层经原始碳受热、压力溶融结晶而成,大部份钻石原生矿附着于云母橄榄岩中,在亿年前经由地壳板块变动、火山爆发,随岩浆喷出带到地表浅层下,其化学成份是C碳元素,当然偶而会参杂其它元素如铁、铬、镁等上万种矿物,即俗称内含物或杂质,内含物愈少就是纯净度愈高愈没有瑕疵。碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(白色)。为了便于理解钻石的起源,先看一看含有钻石的原岩。
钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)和钾镁煌斑岩(lamproite)
钻石的形成条件一般为压力在4.5-6.0Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。
大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程
❻ 化学问题 从结构上来回答钻石为什么硬
是稳定的四面体结构。
在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。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。由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。
结构图片见参考资料。
❼ 钻石为何如此坚硬
你也许不曾想到,黑色的石墨和亮闪闪的金刚石其实是由同一种元素——碳构成的,只是它们的外表和性质大不相同。
石墨的质地非常软,只要在纸上轻轻一划,就会留下灰黑色的痕迹,铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有自然物质中硬度最高的:人们用镶着金刚石的刀来切割玻璃,无不“迎刃而解”;钻探机的钻头上镶着金刚石,能大大加快向地下钻进的速度;金刚石还能用来加工各种硬度较高的金属。
石墨和金刚石都是碳元素构成的,为什么它们的性质相差如此悬殊呢?
原来,石墨中的碳原子是成层排列的,每层原子之间的A合力很小,就像一副叠起来的扑克牌,很容易滑动、散开。而金刚石中的碳原子是整齐排列的立体结构,每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子连接,构成一个牢固的结晶体,因而显得特别坚硬。
天然金刚石的产量很少,只有在非常高的温度和巨大的压力之下,地下熔岩里的碳才有可能形成金刚石。由于它产量少、价格贵,人们往往会利用高温高压来合成人造金刚石。
❽ 为什么钻石最坚硬
钻石的硬度如此之大,和它们内部的原子分布有着直接的关系,原子排布的越致密,物质的硬度就越大。
其实钻石内部也没什么特别的东西,就只是一堆碳原子而已,碳原子是自然界中非常常见的原子。石墨里面也都是这样的碳原子,如果从微观上来说,钻石和石墨简直就是亲得不能再亲的兄弟俩。
但是石墨是什么东西?我们写字的铅笔里含有很多的石墨,石墨是一种非常柔软的物质,比我们的指甲还要软,大家都是碳原子构成的物质,怎么就差这么多呢?
石墨和钻石之所以差别这么大,都是因为内部碳原子的站位问题。我们知道,在平面结构中,最稳定的形状就是三角形,但是在三维立体结构中,最稳定的结构当属钻石中碳原子的排列分布。
钻石内部的每个碳原子周围都有4个碳原子和它手拉着手紧紧地靠在一起,这样致密的三维结构是自然界中任何一种物质都比不上的。
钻石的密度可达每立方厘米3.5克,这可是石墨的1.5倍,比起石墨来,钻石内部的“原子平均占地面积”可谓非常紧张。
地方不够,结构来凑,正是如此,被挤得满满当当的碳原子才缔造出了自然界最硬的物质。
有压力才有动力,钻石的硬度可以说都是被挤出来的。
不过硬度大不代表强度也大啊!钻石只是不容易划出痕迹而已,它们掉地上一样会碎,它们也一样会被切割成不同的形状。
❾ 钻石是自然界最坚硬的物质吗它是如何形成的
十亿很多年前,氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质,也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度),其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。
全世界钻石的储量和生产概况:
已探明天然钻石储量大约有25亿克拉,其中澳大利亚6.5亿克拉,扎伊尔5.5亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年,但随找矿科技水平的提高,每年都发现有新的矿区,近几年加拿大钻石储量明显增加。
自从钻石开采以来,共采出钻石350吨左右,即17.5亿克拉,全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉,其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。