❶ 金刚石的晶胞构型
1. 在晶体学中,被称为金刚石立方晶体结构的是金刚石的原型。每个金刚石结构的原子与四个相邻原子形成正四面体,因此单胞内原子数为5。
2. 除了金刚石,具有金刚石结构的晶体还包括硅、锗、α-锡等元素。
3. 金刚石结构的原型是金刚石晶体,也称为钻石。在金刚石晶体中,每个碳原子通过SP3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键,构成正四面体结构。
4. 由于金刚石中的C-C键很强,金刚石具有高硬度和高熔点。由于所有的价电子都被限制在共价键区域,没有自由电子,因此金刚石不导电。
5. 金刚石结构与闪锌矿结构相似,但不同之处在于,闪锌矿结构由不同种类的原子(如Zn和S)构成,而金刚石结构由同种类的原子构成。闪锌矿结构的堆积方式随两种原子的相对大小而变化。
6. 金刚石和石墨都是由碳原子构成,是同素异形体。由于碳原子的结合方式不同,两种物质的性质也不同。石墨中的碳原子通过sp2杂化形成共价键,在一个平面上形成蜂窝状结构,层与层间靠较弱的范德华力结合。
7. 尽管石墨中碳原子之间的结合比金刚石还强,但由于层间结合较弱,石墨的硬度很低。石墨中的一个价电子在晶体中形成大键,可以沿石墨层导电。
8. 金刚石与其他碳同素异形体之间的差别主要是由碳原子的结合方式不同引起的。
❷ 为什么钻石反射的光是几种颜色呢
钻石能反射出五光十色、光怪陆离的彩光,尤其以柔和冷艳的蓝光为主,这种现象是钻石色散作用的结果。在所有的天然宝石中钻石的色散度是比较强的(色散值为0.044)。
因此,钻石会出现火焰般冷艳、璀璨夺目的美丽光彩。如果转动钻石,就会发现钻石上的奇彩光芒能迅速改变、闪烁不定、异常的迷人。
火彩的产生必须满足两个条件:首先宝石材料必须有足够高的“色散”值,其次该材料在加工中必需遵循一定的角度和比例,这一点因材料不同而有所差异。
(2)钻石怎样改变晶胞颜色和透明度扩展阅读
金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些黄色,这主要是由于金刚石中含有杂质。金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。