❶ 金剛石的晶胞構型
1. 在晶體學中,被稱為金剛石立方晶體結構的是金剛石的原型。每個金剛石結構的原子與四個相鄰原子形成正四面體,因此單胞內原子數為5。
2. 除了金剛石,具有金剛石結構的晶體還包括硅、鍺、α-錫等元素。
3. 金剛石結構的原型是金剛石晶體,也稱為鑽石。在金剛石晶體中,每個碳原子通過SP3雜化軌道與另外四個碳原子形成共價鍵,構成正四面體結構。
4. 由於金剛石中的C-C鍵很強,金剛石具有高硬度和高熔點。由於所有的價電子都被限制在共價鍵區域,沒有自由電子,因此金剛石不導電。
5. 金剛石結構與閃鋅礦結構相似,但不同之處在於,閃鋅礦結構由不同種類的原子(如Zn和S)構成,而金剛石結構由同種類的原子構成。閃鋅礦結構的堆積方式隨兩種原子的相對大小而變化。
6. 金剛石和石墨都是由碳原子構成,是同素異形體。由於碳原子的結合方式不同,兩種物質的性質也不同。石墨中的碳原子通過sp2雜化形成共價鍵,在一個平面上形成蜂窩狀結構,層與層間靠較弱的范德華力結合。
7. 盡管石墨中碳原子之間的結合比金剛石還強,但由於層間結合較弱,石墨的硬度很低。石墨中的一個價電子在晶體中形成大鍵,可以沿石墨層導電。
8. 金剛石與其他碳同素異形體之間的差別主要是由碳原子的結合方式不同引起的。
❷ 為什麼鑽石反射的光是幾種顏色呢
鑽石能反射出五光十色、光怪陸離的彩光,尤其以柔和冷艷的藍光為主,這種現象是鑽石色散作用的結果。在所有的天然寶石中鑽石的色散度是比較強的(色散值為0.044)。
因此,鑽石會出現火焰般冷艷、璀璨奪目的美麗光彩。如果轉動鑽石,就會發現鑽石上的奇彩光芒能迅速改變、閃爍不定、異常的迷人。
火彩的產生必須滿足兩個條件:首先寶石材料必須有足夠高的「色散」值,其次該材料在加工中必需遵循一定的角度和比例,這一點因材料不同而有所差異。
(2)鑽石怎樣改變晶胞顏色和透明度擴展閱讀
金剛石有各種顏色,從無色到黑色都有,以無色的為特佳。它們可以是透明的,也可以是半透明或不透明。許多金剛石帶些黃色,這主要是由於金剛石中含有雜質。金剛石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是金剛石為什麼會反射出五彩繽紛閃光的原因。
金剛石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。金剛石原生礦僅產出於金伯利岩筒或少數鉀鎂煌斑岩中。金伯利岩等是它們的母岩,其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。金剛石一般為粒狀。如果將金剛石加熱到1000℃時,它會緩慢地變成石墨。
金剛石礦物晶體構造屬等軸晶系同極鍵四面體型構造。碳原子位於四面體的角頂及中心,具有高度的對稱性。單位晶胞中碳原子間以同極鍵相連結,距離為154pm。常見晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六八面體等。