Ⅰ 金刚石是怎么形成的
有的钻石均是在地壳深处经高温高压条件形成的,经火山喷发带至地表。
钻石在地下160—480千米处形成。大部分钻石被发现位于一种称作“金伯利岩”的火山岩中,这种岩石埋藏于火山活动依然活跃的地带。其他任何被直接发现的钻石,都是经其他作用而直接从原始的金伯利岩中分离出来的。
世界上产钻石的国家有20个。南非是第五大钻石生产国,前四位依次是:澳大利亚、刚果民主共和国、博茨瓦纳共和国和俄罗斯。
钻石由纯碳组成,石墨也是。铅笔中的铅芯就是由石墨制成的,然而,钻石和石墨的原子内部排列并不相同。钻石是地球上天然存在的最硬的物质之一,摩氏硬度值为10。石墨则恰恰相反,是地球上天然存在的最软的物质之一,摩氏硬度值为1.5,仅比滑石粉硬一些。
Ⅱ 金刚石的用处
金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。
钻石的矿物名称叫金刚石,人们一般称经过琢磨的金刚石为钻石。金刚石的化学成分是纯碳,硬度为10,是自然界中最坚硬的物质,比重3.47至3.55,折光率2.42。为八面或十二面体的结晶。性脆、透明,不怕强酸强碱的侵蚀。
金刚石的化学成分是纯碳,石墨的化学成分也是纯碳,金刚石坚硬无比,而石墨质地非常软。这是因为石墨中的碳原子是成层排列的,原子间的结合力很小,金刚石中的碳原子则是交错整齐地排列成立方体结构,每个碳原子都紧密地与其它4个碳原子直接连接,构成一个牢固的结晶体。要使碳原子形成这样的结构,需要2千摄氏度高温和5万个大气压。人们现在已经能够利用高温高压制造出人造金刚石。
金刚石一般是无色的。经过琢磨的金刚石可以产生耀眼的光芒。一般认为1克拉以上的为大金刚石,100克拉以上的为特大金刚石。特大块的金刚石极为罕见,目前世界上仅三十余块,其中最大的“库利南”重3106克拉,是1905年在南非发现的(库利南钻石是世界上最大的金刚石,发现于1905年,产地为南非德兰士瓦的普雷米尔矿山。发现此矿山的人姓库利南,金刚石即此得名。库利南钻石无色,重3106克拉,约合621克。此钻石被当地政府购买后作为礼物赠给当时的英王爱德华七世。后由著名的阿姆斯特丹公司切割成9块大钻石和96粒小钻石,这些钻石全部无瑕,其中最大的一颗取名非洲之星(也叫库利南一号),重530.2克拉,被加工成梨形镶在英国国王的令牌上,第二大的叫库得南二号,重317克拉,镶在英王王冠上)。
评价钻石的标准称为四C标准,即重量、颜色、洁净和琢磨(这四个词的英文第一个字母都是C)。其它条件相同,越重则越珍贵;钻石因各种原因,常有颜色方面的不同,各国的分级标准也不统一。最常见的为白色、淡黄色,有些蓝色、粉红色、绿色、紫色等,被视为特殊色,由于稀有,成为钻石中的珍品;多数钻石中都有程度不同的瑕疵,如外面的擦痕、蹦碴、刻痕等,内部的裂痕、白花、黑点等。瑕疵自然是越少越好,瑕疵越靠近中间越不好;对金刚石的加工很有讲究,标准的钻石冠部角度应是34°30,亭部角度应是40°45,这样才能充分利用钻石的折光率,显示出耀眼的光辉。
金刚石原生于金伯利岩中,除金刚石外,金伯利岩中还可含镁铝榴石和贵橄榄石。金伯利岩属于岩浆型矿床,金刚石晶体不均匀地散布在金伯利岩的基质中,以小晶体为主,平均重量为百分之几克拉到十分之几克拉。实际选矿回收的是大小在0.5至1毫米以上的金刚石颗粒。最大的含金刚石的金伯利岩矿床位于赤道非洲和南部非洲。金伯利岩,又称蓝地。是一种深色的、重的、常常经过蚀变和角砾化的(破碎的)侵入岩,是已知的唯一在母岩中找到原生金刚石的岩石。
关于金刚石的成因有多种说法,最值得注意的是深部岩浆成因的概念。这种概念认为金刚石是早期岩浆矿物,因金伯利岩浆中压力不断增高而结晶出来的。
Ⅲ 金刚石和石墨有什么区别,求详解!!!
根本区别是共价键的数量不同,
金刚石是全共价键的,形成了立体的框架结构,
石墨是非全共价键的,想成了平面的层状结构。
这样金刚石和石墨虽然是完全相同的元素组成的,
但是物理性质差异巨大,金刚石硬度极大,石墨缺很软。
希望对你有帮助。
Ⅳ 金刚石是怎么形成
原生金刚石是在地下深外处(130—180Km)高温(900—1300℃)高压(45—60)×108Pa下结晶而成的,它们储存在金伯利岩或榴辉岩中,其形成年代相当久远。南非金伯利矿,橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前,这个年龄几乎与地球同岁;而奥大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿,榴辉岩型的钻石虽说年轻,也分别已有15.8亿年和9.9亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日,得有助于火山喷发,熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处,或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿,后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后,还需经过多道处理遴选,才可从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯,而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过,要得到1ct重的钻石,起码要开采处理250吨矿石,采获率是相当低的;如果想从成品钻中挑选出美钻,那两者的比率更是十分悬殊的了
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。
美国通用电器公司的研究和开发中心合成了单位体积内原子密度超过现有任何固体物抽的人造金刚石,其硬度超过了天然金刚石,堪称世界上最硬的材料。与天然金刚石含有百分之九十九的碳13同位素。据科学家观察,随着碳13同位素密集程度的增加,原子间的距离会略微缩小,促使人造金刚石的硬度超过原子排列略显松散的天然金刚石。在合成人造金刚石的过程中,科学家们首先通过化学蒸发过程将富含碳13同位素的甲烷气体中的碳元素沉淀成金刚石小碎块,然后再使用非常高的压力把这些小碎块分解,并再结晶成重量最高达3克拉的块状金刚石。
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。
等级1
滑石
等级2
石膏
等级3
方解石
等级4
萤石
等级5
磷灰石
等级6
正长石
等级7
石英
等级8
黄玉
等级9
刚玉
等级10
钻石
Ⅳ 金钢石的成因是什么
金刚石是作为一种极为珍贵的修饰材料,被广泛应用于装饰品的制作上,如我们通常所见的钻石戒指、钻石项链等。其价格极为昂贵。由于金刚石被精心琢磨后,可以从多个角度反射光线而显得十分璀璨夺目,因而在首饰品中格外受到青睐。然而金刚石的硬度极高,一颗金刚石从原质而打磨成一个名贵的钻石,需要相当长的时间。也正是由于金刚石这种极高的硬度,在工业上被广泛地应用于一些坚硬物质的切割上,以及磨损程度较高或温度较高的部位、部件。
金刚石的化学成分为碳(C)等轴晶系,多呈八面体晶形。而与金刚石同为一族的石墨却是截然相反的,石墨的硬度为1,而金刚石的硬度则为10,金刚石坚硬无比,而石墨却只能作为工业上的润滑剂。那么,为什么金刚石会有如此坚硬的个性呢?这是因为金刚石虽然也是由碳元素构成的,但是其碳原子之间的结构极为紧密,各个原子作用力均相等,因而很难使其之间的化学键断裂。这种极为稳定的晶体结构,在化学界是极为少见的,因此说金刚石是化学界的骄子。
人们所获得的金刚石大多数都是天然的。关于金刚石是如何形成的,历来都存在着不同的看法和见解。有人认为是腐殖土和淤泥形成的,并且与炎热的气候有关;也有人认为,金刚石是由腐烂的沼泽在雷电的作用下形成的。在1982年召开的一次关于金刚石的国际会议上,有人提出金刚石是由地球深处的压力和温度较高而形成的,并且提出在陨石撞击地球的一瞬间也可以形成金刚石。尽管这种陨石学说也得到了证实,但是人们在陨石中发现的只是一些体积微小的金刚石颗粒,对于较大体积金刚石的成因无法解释,因而人们主要倾向于地球深处形成说。根据压力和温度的推算,金刚石的形成应在距地表100公里左右的地下。
在人们发现了金刚石的优良特点及可能形成的原因后,科学家们便根据金刚石可能的形成条件进行了实验。这种仿照自然条件通常需要一个900-1300℃的高温及5-10万个大气压的压力环境。功夫不负有心人,早在二十几年前,科学家们就成功地在实验室中合成了金刚石,尽管合成的只是一些微小的颗粒,但这足以证明人工合成金刚石是有可能的。到了80年代,科学家已不用在超高压的条件下合成了,他们采用的新方法,是在常压下或低于一个大气压的低压下也能成功地合成金刚石,这对于人类是一个极为重大的贡献。
Ⅵ 金刚石与石墨的关系
金刚石与石墨的关系是同素异形体。
【扩展】
同素异形体的定义:同种元素形成的性质不同的单质。石墨和金刚石都属于碳单质,他们的化学性质完全相同,但金刚石和石墨不是同种物质,它们是由相同元素构成的同素异型体。 所不同的是物理结构特征。
二者的化学式都是C。
石墨原子间构成正六边形是平面结构,呈片状。
金刚石原子间是立体的正四面体结构。
金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃~3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。
从片层内部来看,石墨是原子晶体;从片层之间来看,石墨是分子晶体(总体说来,石墨应该是混合型晶体);而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。 (主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高)
Ⅶ 钻石和金刚石的区别是什么
金刚石是矿物名称,
在宝石学里就叫钻石!
Ⅷ 金钢石是由什么构成的
金刚石主要由碳构成 和石墨是同属异形体
Ⅸ 金钢石是世界上最硬的东西吗,为什么最硬
是自然界中自然物质中最坚硬的。
但不是所有物质包含人工合成的物质中最坚硬的。
天然的物质,是没有比金刚石硬,但是人造的的物质有比金刚石要硬的.例如:C3N4,CO2(这是原子晶体的二氧化碳,在很低温的情况下可以制得),还有一种就是BN。
法国皇帝拿破仑曾经说过:“笔比剑更有威力”,然而他绝对不会想到铅笔中竟然包含着地球上强度最高的物质!美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
Ⅹ 什么是金刚石
金刚石常说的钻石(钻石是它的俗称晶体结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有2组8个C原子。
金刚石金刚石常呈黄、褐、蓝、绿和粉红等色,但以无色的为特佳。世界上重量超过620克拉(合124克)的特大宝石级金刚石共发现10粒,其中最大的名库里南(Cullinan),重3106克拉(合621.35克),大小5×6.5×10厘米,1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石,重158.786克拉,1977年发现于山东临沭县,列为世界名钻。世界金刚石主要产地有澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联、南非、巴西、纳米比亚、加纳、中非、塞拉利昂和中国等。
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