金刚石的简介、结构、性能和合成汇总.
金刚石的基本结构
金刚石的基本结构
金刚石是一种碳单质，它的基本结构是由碳原子以共价键结合而成的正四面体结构。
每个碳原子都通过sp3杂化轨道与四个相邻的碳原子形成共价单键，键长为1.55×10-10m，键角为109°28′。
这种结构使得金刚石具有非常稳定的特性，使其成为自然界中最坚硬的物质之一。
金刚石的这种基本结构也赋予了它一些独特的物理性质。
首先，由于其共价键的强度非常高，金刚石具有极高的硬度，是自然界中最坚硬的物质之一。
其次，金刚石的导热性非常好，因为它具有非常高的热导率。
此外，金刚石还具有优异的电绝缘性能，因为它的晶体结构中没有自由电子。
这些物理性质使得金刚石在许多领域都有广泛的应用，如工业应用中的切割工具、光学应用中的透镜或窗口、以及电子应用中的绝缘材料等。
除了作为工具和材料，金刚石还有许多其他的应用。
由于其独特的结构，金刚石还可以用于制造纳米材料，这些材料具有许多潜在的应用，如医学、环保和能源领域。
此外，金刚石还可以用于制造催化剂，这些催化剂在化学工业中有着广泛的应用。
另外，金刚石在珠宝行业中也有着重要的地位。
由于其美丽的外观和高贵的品质，金刚石被广泛用于制作珠宝首饰，如戒指、项链和耳环等。
而且，金刚石的价格也非常昂贵，一些高品质的金刚石甚至可以卖到数百万美元的价格。
总的来说，金刚石是一种非常重要的物质，它的结构和物理性质使其在许多领域都有广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，金刚石的应用领域还将不断扩大，为人类带来更多的便利和价值。
1。
金刚石是由什么构成的
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金刚石的简介
多晶金刚石与单晶金刚石的比较
由于多晶晶粒的自由取向和 晶界的存在，从性质上多晶 金刚石比单晶金刚石具有更 多的优异性能。例如：无方 向性、无介理面、韧性高、 硬度高、耐磨、尺寸大，与 硬质合金复合可制成性能优 越的工具材料。
根据金刚石颗粒之间结合的性质，多晶金 刚石可分为两类：一是金刚石颗粒之间为金刚 石键合；二是金刚石颗粒以碳化物结合起来； 当然还可以说有第三类，即这两种类型的混合 型。 金刚石键合的多晶金刚石，其金刚石颗粒 之间结合牢固，耐磨性好，但不耐高温，因为 它含有某些金属。当然也可以将这种多晶金刚 石中的金属除掉。用碳化物结合起来的多晶金 刚石，金刚石颗粒之间结合强度就小一些，耐 磨性也随之差一些，但可以耐高温
金刚石的的结构
金刚石的 碳原子在空间 构成连续的， 坚固的骨架的 结构，所以坚 硬。
金刚石的晶胞
性质
用途
纯净的金刚石是 经过仔细琢磨后， 无色透明正八面 可以成为璀璨夺目的 金 体形状的固体。 装饰品——钻石。 刚 自然界存在的 划玻璃、切割大石、 加工坚硬的金属，装 石 最硬的物质 在钻探机的钻头上钻 (质坚硬) 凿坚硬的岩层。
金刚石和石墨的物理性质的比较
金刚石 色态 硬度 导电性 用途
无色 透明、正八 面体形状的固体
石 墨
深灰色、有金属光 泽、细鳞片状固体
最软的矿物质之一
天然最硬的物质
不导电
钻石、钻探机的钻 头、切割玻璃等
导电良好
铅笔芯、电极等
由于天然金刚石的出产量比较低，不足以满足 现代工业化生产的需要，19世纪人造金刚石兴起了。 金刚石以其最大的硬度、半导体性质以及光彩夺目 的光泽，分别应用于钻头切割、电子工业和宝石工 业上。故人造金刚石的意义显得尤为重大。 与天然金刚石相比，它具有生产成本低，应用 效果好的优点。由于非金属材料和其他硬脆材料， 如大理石、花岗石、耐火材料、玻璃、陶瓷、混凝 土等加工工业的发展，对锯片、钻头用金刚石质量 的要求越来越高，需求量越来越大，目前世界上工 业用金刚石的８５％ 以上已由人造金刚石代替。
金刚石的结构类型
金刚石的结构类型
金刚石是一种结构独特的晶体，具有非常坚硬和优良的导热
性能。
它的结构是由碳原子通过共价键连接而成的。
具体来说，金刚石结构是一种由碳原子组成的立方体晶格结构。
每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键，构成了一
个稳定的三维晶体网络。
这种结构形成了一种非常牢固的键合，使得金刚石具有非常高的硬度。
在金刚石的结构中，每个碳原子都被包围在一个正四面体的
顶点位置上，这四个顶点分别连接到四个邻近的碳原子。
这种
排列方式使得金刚石的结构非常紧密，没有任何空隙或孔洞，
导致了金刚石的高密度和硬度。
此外，金刚石的结构还具有优良的导热性能。
由于金刚石晶
体结构的稳定性和碳原子之间的紧密排列，热量可以通过格点
振动的方式快速传导，使金刚石具有良好的散热性能。
高中金刚石知识点总结大全
高中金刚石知识点总结大全一、结构与晶体学知识1. 金刚石的结构金刚石是由碳原子通过共价键连接而成的晶体，其晶胞结构为面心立方晶体，每个碳原子都和四个相邻的碳原子形成共价键，构成坚硬而密实的晶体结构。
2. 金刚石的晶胞金刚石的晶胞是面心立方晶胞，每个晶胞内含有8个角位点和一个面心位点，共有八分之一个面心原子位于一个晶胞内，且每个碳原子占据一个角位点和一个面心位点，晶格常数为3.5671埃。
3. 金刚石的晶体生长金刚石是在地壳下40至100千米深处以每小时1至2千摄氏度的速度生长的，这种生长速度是其他任何材料无法比拟的。
金刚石的生长需要高压和高温，其晶体结构特殊，需要适合的环境来形成。
4. 金刚石的密度金刚石的密度大约为3.52克/立方厘米，是自然界中最硬的物质之一。
其硬度远远超过其他任何已知的天然或合成材料，因此被广泛用于切割、钻孔等领域。
二、金刚石的物理性质1. 金刚石的硬度金刚石是自然界中最硬的物质，其莫氏硬度为10，是刻画其他物质硬度的标准之一。
这种极高的硬度使金刚石成为理想的切割和磨削材料。
2. 金刚石的热导率金刚石具有极高的热导率，是已知最好的导热材料之一。
其热传导系数大约为1000-2200 W/(m*K)，远远超过铜和铝等金属，因此被广泛用于散热材料和热传导的领域。
3. 金刚石的光学性质金刚石具有出色的透明性和折射率，在光学领域有着重要的应用。
其在高频光区（红外-紫外）的折射率为2.4，远高于其他材料，因此被广泛用于光学器件的制造。
4. 金刚石的电学性质金刚石是优良的绝缘体，但在高温高压条件下也可表现出半导体特性。
因此，在电子领域也有着重要的应用。
三、金刚石的化学性质1. 金刚石的化学稳定性金刚石具有极高的化学稳定性，只有在高温高压下才会与氧气反应生成二氧化碳。
在常温下，金刚石几乎不与酸、碱等常见的化学物质发生反应。
2. 金刚石的氧化行为金刚石在高温高压下会发生氧化反应，生成二氧化碳。
金刚石结构原子密度
金刚石结构原子密度金刚石是一种由碳元素构成的晶体物质，具有非常高的硬度和热导率。
它的结构是由碳原子按照特定的排列方式形成的，并且具有高度有序的晶格结构。
金刚石的结构是由碳原子形成的晶格，每个碳原子都与四个相邻的碳原子形成共价键。
金刚石晶体的正六面体单元中，每个碳原子被包围在一个四面体中，与四个相邻的碳原子形成共价键。
在金刚石中，每个碳原子与邻近的三个碳原子通过共价键形成平面网格结构，这个网络在三维空间中重复出现，形成了金刚石的晶格。
这种结构使得金刚石具有非常高的硬度，使其成为世界上最坚硬的物质之一金刚石晶体的密度可以通过计算每个碳原子的质量和总体积来确定。
每个碳原子的质量约为12克/摩尔，而金刚石的晶格常数约为0.356纳米。
因此，金刚石的密度约为3.5克/立方厘米。
这个密度值相对较高，使得金刚石成为一种重质物质。
金刚石的高密度与其晶体结构有关。
由于每个碳原子与四个相邻的碳原子形成共价键，这些键在三维空间中形成了一个非常坚固的结构。
这种结构使得金刚石具有高度有序的晶格，其中的碳原子相互紧密地堆积在一起。
金刚石晶体结构的稳定性可以通过其键长和键能来解释。
金刚石中的碳-碳键长度为约0.154纳米，同时其结合能为736千焦耳/摩尔。
这意味着金刚石中的碳原子之间的化学键非常紧密和稳定，这种稳定性使得金刚石具有高硬度和高密度的特性。
总之，金刚石的结构是由碳原子形成的三维晶格结构。
每个碳原子与四个相邻的碳原子形成共价键，形成一个高度有序的晶体结构。
金刚石的密度约为3.5克/立方厘米，这一密度值与其晶体结构的紧密堆积有关。
金刚石的结构稳定性和硬度与碳原子之间的化学键紧密相关，并且使其成为一种非常重要的工业材料。
金刚石的化学式及其特性
⾦刚⽯的化学式及其特性世界上最硬的物质是⾦刚⽯，那么什么是⾦刚⽯？⾦刚⽯的化学式是什么？它有什么特性？【什么是⾦刚⽯】别名：钻⽯，⾦刚钻分⼦式：C结构：c35⾦刚⽯俗称“⾦刚钻”。
也就是我们常说的钻⽯的原⾝，它是⼀种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。
⾦刚⽯是⾃然界中天然存在的最坚硬的物质。
⾦刚⽯的⽤途⾮常⼴泛，例如：⼯艺品、⼯业中的切割⼯具。
⽯墨可以在⾼温、⾼压下形成⼈造⾦刚⽯。
也是贵重宝⽯。
【⾦刚⽯硬度】⾦刚⽯是⾃然界中最硬的物质，是摩⽒硬度10级的唯⼀的矿物，所以被誉为“硬度之⽟”。
它的抗摩硬度是刚⽟的140倍，超过⽯英的1100倍，因⽽其⽆与伦⽐的硬度可想⽽知。
应当指出：这⾥说的⾦刚⽯硬度特别⼤，是指它抵抗外⼒刻划的能⼒强;但它⼜具有脆性，怕重击，重击或跌撞后将会顺其解理破碎。
因此，佩戴钻⽯⾸饰时，应特别注意保护。
【⾦刚⽯颜⾊】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。
【⾦刚⽯燃点】纯氧中燃点为720～800℃，在空⽓中为850-1 000℃，在绝氧下2 000-3 000℃转变为⽯墨【⾦刚⽯性质】①热传导率，②低热膨胀系数，③低摩擦系数，④⾼硬度，⑤在可见光和红外光下⾼透明性，⑥⾼折射系数，⑦化学和放射性惰性【⾦刚⽯毒性】⾦刚⽯的粉末是古代九⼤毒药之⼀。
⾦刚⽯具有疏⽔亲油的特性，当⼈服⾷下⾦刚⽯粉末后，⾦刚⽯粉末会粘在胃壁上，在长期的摩擦中，会让⼈得胃溃疡，不及时治疗会死于胃出⾎，是种难以让⼈提防的慢性毒剂。
金刚石
金刚石（纯碳组成的矿物）编辑[jīn gāng shí]金刚石俗称“金刚钻”。
也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物。
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。
石墨可以在高温、高压下形成金刚石。
目录1简介▪金刚石结构▪金刚石颜色▪金刚石热导率▪金刚石稳定性2结构性质3硬度4光学性质5金刚石分类▪一般分类▪矿物学分类6自然界状7开发简史8用途▪工业用途▪慢性毒药▪观赏宝石9鉴别▪简介▪单折光性▪吸附性▪一线直落特征▪特有金刚光泽10历史11主要产地12石墨13人造石14纳米金刚石15开采加工16镀前处理▪简介▪实验结果▪结论1简介编辑金刚石结构金刚石(其中纯净的叫钻石)的化学式C----4个C(碳原子),空间结构问稳定的正三棱锥交替链接而成.金刚石是原子晶体,一块金刚石是一个巨分子，N个C的聚合体。
只能用它的元素符号加注释来表示[C(金刚石)].[1]“常林钻石”钻石就是我们常说的金刚石,它是一种由碳元素组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。
还被作为很多精密仪器的部件金刚石与石墨同属于碳的单质。
是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。
20世纪50年代，美国以石墨为原料，在高温高压下成功制造出人造金刚石。
人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，虽然造出大颗粒的金刚石还很困难（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城），但是已经可以制成了金刚石的薄膜。
金刚石颜色金刚石有各种颜色，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。
优质细颗粒金刚石单晶的高温高压合成与表征
优质细颗粒金刚石单晶的高温高压合成与表征一、绪论1. 金刚石的介绍2. 高温高压合成的背景和意义3. 高温高压合成细颗粒金刚石单晶的研究进展二、高温高压合成细颗粒金刚石单晶的实验方法1. 实验装置和工艺流程2. 合成条件的优化3. 实验结果的分析和解释三、细颗粒金刚石单晶的结构表征1. X射线衍射分析2. 红外光谱分析3. Raman光谱分析四、细颗粒金刚石单晶的物理性质测试1. 压缩模量测试2. 磨损性能测试3. 光学性质测试五、应用展望1. 细颗粒金刚石单晶在超硬材料领域的应用2. 细颗粒金刚石单晶在电子学和生物医学领域的应用3. 可能存在的未来研究方向和挑战六、结论1. 细颗粒金刚石单晶的高温高压合成技术可行性的评估2. 实验结果的综合分析和总结3. 细颗粒金刚石单晶的应用前景和发展趋势参考文献一、绪论1. 金刚石的介绍金刚石是一种常见的超硬材料。
它的硬度是自然界中最高的，约为Mohs硬度等级的10级。
由于其极高的硬度和优异的物理性能，金刚石已经被广泛应用于许多领域，如采矿，钻井，冶金，电子学和生物医学等。
2. 高温高压合成的背景和意义高温高压合成技术是一种重要的制备超硬材料的方法。
该方法利用高温高压条件下原料的高度压缩形成单晶体，可制备出优质金刚石单晶。
随着科学技术的不断发展和应用的不断扩展，对高温高压合成技术的要求也越来越高。
因此，完善高温高压合成技术的制备过程和性能研究，对于推动超硬材料的发展和应用具有重要的意义。
3. 高温高压合成细颗粒金刚石单晶的研究进展细颗粒金刚石单晶已经成为研究热点。
目前，以晶体质量为前提，主要采用高温高压技术进行细颗粒金刚石单晶的制备，其中正压法和反应堆法是两种主要的制备方法，而产物性能的研究主要包括晶体结构、红外光谱和Raman光谱等。
同时，还有许多研究致力于发展更加先进的制备方法和研究细颗粒金刚石单晶的应用。
综上所述，高温高压合成技术是制备细颗粒金刚石单晶的重要手段。
金刚石知识大全
金刚石知识大全简介物竞编号：1747中文名称：金刚石英文名称：Diamond分子式：C分子量：12.01编号系统CAS号：7782-40-3MDL号：MFCD00211867EINECS号：231-953-2RTECS号：HL4158550BRN号：PubChem号：物性数据1. 性状：粉末2. 密度(g/mL at 25°C)：3.5分子结构数据1.金刚石的化学成分为C，与石墨同是碳的同质多象变体。
在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。
2.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。
3. 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。
4. 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。
5.钻石的摩氏硬度为10;由于硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。
钻石的密度为3.52g/cm3，折射率为2.417，色散率为0.044。
计算化学数据1、疏水参数计算参考值(XlogP)：-1.12、氢键供体数量：03、氢键受体数量：24、可旋转化学键数量：05、互变异构体数量：6、拓扑分子极性表面积(TPSA)：34.17、重原子数量：28、表面电荷：09、复杂度：010、同位素原子数量：011、确定原子立构中心数量：012、不确定原子立构中心数量：013、确定化学键立构中心数量：014、不确定化学键立构中心数量：015、共价键单元数量：1性质与稳定性1. 金刚石晶体膜是一种人工合成的新型功能材料，它由金刚石微晶体构成，具有高硬度、低摩擦、高热导率(为铜的5倍)、低膨胀系数、良好抗热冲击性能、良好抗腐蚀性、极高电绝缘强度、宽波段高透过率和高电子折射率等多项复合性能。
金刚石
4.水热法
Fig. 2. (A) Transmissione lectron microscopyi mage of sample (scale bar, 1 Jim), (B) electron diffractionp attern,a nd (C) SEMi mage (scale bar,6 0 ,um).
二、影响金刚石合成的因素
自从1796年发现金刚石是由纯碳元素组成的晶 体后,人类在人工合成金刚石方面才开始了有目标的 漫长而艰苦的探索。但直到20世纪中叶,由Simon和 Berman通过实验和推测获得了石墨-金刚石平衡相图 ,才使人工合成成为可能。
二、影响金刚石合成的因素
5.激光法
随着激光技术的发展，激光器的功率不断提高．大功率激光 器是良好的加热装置和压力源．金刚石的生长过程耗时较长， 因此要求激光器能够连续工作．C02激光器效率高、光束质 量好、功率大，能连续输出又能脉冲输出，是合成多晶金刚 石理想的加热装置和压力源．
3.炸药爆轰法
1987 年俄罗斯的科学工作者,在实验室利用 负氧平衡炸药中的碳率先爆轰法合成纳米金刚石, 或称之为超分散金刚石(Ultradispersed diamond UDD) ,或超微金刚石(Ultrafine diamond) ,实现 了金刚石合成技术的第三次飞跃。
2.化学气相沉积法(CVD)
这是一种在低压下生长金 刚石的新方法．这种方法是 在金刚石的亚稳定区，用加 热、放电等方法激活羰基气 体(如甲烷)，使之离解出碳 原子和氢原子(或次甲基CH 和氢原子)，碳原子在次甲 基和氢原子的作用下在固相 基片如籽晶上沉积形成金刚 石单晶薄膜或多晶质薄膜。 该方法是金刚石合成的第二 次飞跃。
金刚石的简介、结构、性能和合成.
•
化学气相沉积法
• 化学气相沉积法（CVD）主要利用的是在高温空间（也包括在基板）以及活 性空间中发生的化学反应。制备金刚石所用到的气体原料一般为甲烷和氢气 ，通过在高温条件下激发使气体发生分解，生成含碳基团的活性粒子，并最 终在基片材料上沉积出金刚石膜。制备单晶金刚石的方法主要有微波等离子 辅助化学气相沉积法、热丝辅助化学气相沉积法、电子回旋共振微波等离子 体化学气象沉积法、直流等离子体喷射化学气相沉积法、燃烧火焰化学气相 沉积法等。
金刚石的简介
• 金刚石一般为粒状，有各种颜色， 从无色到黑色都有，以无色的为特 佳。金刚石的颜色取决于纯净程度 、所含杂质元素的种类和含量，极 纯净者无色，一般多呈不同程度的 黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色 等；纯净者透明，含杂质的半透明 或不透明。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。
金刚石的结构
晶体格子中，一个原子与相邻四个原子具有正四面体结 构的情况，存在立方晶系和六方晶系两种可能，天然金 刚石和人造金刚石一般都是立方晶系金刚石，但也存在 一种六方晶系金刚石。把具有这两种晶体结构的金刚石 分别称为立方金刚石和六方金刚石。
金刚石的结构
• 立方金刚石的晶体结构： 立方金刚石为等轴晶系，在常压和 室温下晶格常数为0.356— 0.357nm。这种晶体结构可以分割 成许多相同的立方晶胞，晶胞表面 上的原子分布正好形成一个面心立 方结构，晶 胞内有四个原子，它们 各自与一个顶角的原子和三个相邻 面心的原子等距，并以共价键相联 结，形成具有正四面体的结构。
金刚石的性能
• 金刚石的光学性质
• 人造金刚石由于合成过程中所用触 媒成分的不同以及生成温度、压力 、包裹体等因素的影响，而有淡黄 、黄绿、绿、灰黑、黑色等多种颜 色，多为半透明至透明。一般以颜 色浅、透明度高的质量好。金刚石 具有很高的折射率，其折射率为 2.40-2.48。对于波长589.3nm的光 ，其折射率为2.417。金刚石具有 强的散光性，色散系数为0.063。 这就是作为宝石的金刚石晶莹发亮 的主要原因。金刚石晶体在不同射 线辐照下能发出各种颜色的光
金刚石简介
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟金刚石简介由纯碳(C)组成的等轴晶系矿物。
商品名称钻石。
常见晶形为八面体、菱形十二面体，其次是立方体和前两种单形的聚晶，晶面常弯曲。
与石墨同是碳元素的同质多象变体。
其晶体的原子结构为每个碳原子都与相邻的4 个距离相等的碳原子形成共价键。
这种紧密结合，密集牢固连结的晶体结构，使其与石墨大不相同，且具特殊的物理、光学特性。
莫氏硬度为10，是自然界已知的最硬的物质。
质纯者无色透明，一般略带淡黄、淡褐等色，偶见淡绿、红色、粉红、绿色、蓝色、紫色和黑色，有的可通过粒子轰击而改色。
具标准的金刚光泽，折光率高达2.40～2.48，在紫外线或X 射线照射下发天蓝色或紫色荧光。
比重3.47～3.56。
有的金刚石具有良好的半导体性，导热系数比铜高数倍。
透明色美的是贵重的宝石（钻石）的原料，因其具很高的硬度、辉度和火彩（具强色散性）在宝石中是无与伦比的，最受人们欢迎的宝石，其中透明无色或蓝色者价值最高。
评价钻石的主要依据是重量、颜色、洁净度和切工四大要素。
金刚石在自然界产出的特点之一是粒度细小，常见的多是重0.25 克拉（1 克拉等于0.2 克）以下的颗粒，大小1 克拉的钻石成品属于大钻，数量非常稀少。
钻石以无色极透明为上品。
世界有关国家均定有颜色等级系统，如中国分类法是以数字表示，85 色以上的金刚石才能琢磨为钻石，99～100 色则属于超特级。
关于钻石的洁净度，是依钻石在10 倍放大镜下观察是否存在瑕疵（杂质、解理等缺陷）及瑕疵程度为依据，划分为6 个等级。
至于钻石的切工亦十分讲究，需要充分利用宝石的自然条件，最大限度地展示钻石原料之美，尽量消除或掩蔽缺陷。
标准钻石型在一般情况下有58 个刻面。
除少量宝石级晶体外，金刚石一般用作精细研磨材料、高硬度切割工具、钻头、拉丝模、高温半导体和红外光谱仪部件等。
1960 年以来还大量生产了用作磨料的人造金刚。
金刚石的晶体结构和物理性质
金刚石的晶体结构和物理性质
常见碳单质
不同的元素可以组成不同的单质，例如：氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的。
同种元素也可以组成不同的单质，金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同单质。
由于金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同，即结构不同，导致它们的性质尤其在物理性质上有很大差异，由此可知：物质的组成和结构决定了物质的性质。
1、金刚石
晶体结构：正四面体形状的固体。
每个碳原子都与另外四个碳原子相连，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。
物理性质：无色透明、不导电、硬度很大，是天然存在的最硬的物质。
用途：裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻头。
金刚石结构
2、石墨
晶体结构：平面六边形的层状结构，细鳞片状固体，碳原子呈平面状排列。
物理性质：深灰色、有金属光泽、不透明、很软、有滑腻感、具有优良的导电性、熔点高、耐高温。
用途：石墨质软，可做铅笔芯；
具有优良的导电性，可以制石墨电极、电刷；
具有滑腻感、熔点高、耐高温，可以制成高温下工作的机器的润滑剂。
石墨结构
3、C60分子
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，广泛用于超导、催化、材料、医学及生物领域。
C60结构
【注意】“碳”和“炭”的区别
“碳”是元素名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。
在表明碳元素、碳单质和含碳化合物时用“碳”，如：碳元素、碳单质、二氧化碳等。
“炭”表示由碳元素组成的某种单质，如：木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。
九年级化学知识点总结：金刚石
九年级化学知识点总结：金刚石鉴于化学知识点的重要性，小编为您提供了这篇九年级化学知识点总结：金刚石，希望对您在化学方面的学习有所帮助。
一、碳的几种单质
1、同一种元素可以组成不同的单质(物质)
2、碳元素组成的单质有金刚石、石墨和C60等。
3、金刚石：物理性质：无色透明的固体，是天然存在的最硬的物质，
主要用途：可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
4、石墨物理性质：深灰色固体，是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。
主要用途：可用于制铅笔芯、干电池的电极、润滑剂等
注意!金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。
5、C60 也叫足球烯，C60是由60个原子构成的分子，形似足球。
6、无定形碳：包括：木炭、活性炭、炭黑、焦炭等.
结构：由石墨的微小晶体和少量杂质构成(故属于混合物) 原因：是它们具有疏松多孔的结构
活性炭、木炭具有强烈的吸附性用途：吸附异味、防毒面具里吸附毒气，
制糖工业脱色等。
焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
这篇九年级化学知识点总结：金刚石是小编精心为同学们准备的，希望大家认真阅读!。
金刚石
物理性质
硬度
颜色
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。
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。
根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球 化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪 50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。
世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。
光学性质
(1)亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生 全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。
(2)闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、观察者相对移动时其表面对于白 光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形金刚石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。
人造
人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。 高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。 化学气相沉积法仍主要存在于实验室中。郑州大学单崇新教授团队开发出化学气相沉积方法合成金刚石单晶 和克拉级金刚石的工艺，合成出质量1.2克拉以上、颜色优白级、净度SI1级的高品相金刚石。
用途
金刚石 晶体结构
金刚石晶体结构
金刚石是一种无色透明的宝石，也是天然界中最坚硬的物质之一。
它的晶体结构是六方最密堆积，由碳元素通过共价键结合而成。
每个
碳原子与周围六个碳原子形成了六边形的结构，并且每个碳原子都与
四个周围的碳原子共享电子，形成了强的共价键，使得金刚石具有非
常高的硬度和坚固性。
金刚石的分子式为C，分子量为12.01，是一种
到目前为止已知最简单的有机物质之一。
在自然界中，金刚石主要产
生于地壳深处，需要经过高温高压的条件才能形成。
人工合成的金刚
石也需要经过高温高压的处理，因此其制备成本非常高昂。
金刚石成分
金刚石成分
金刚石是常见的碳化物，它的基本成分是碳原子，通常呈正交六方晶体结构。
由于它的结构及成分，金刚石可以耐高温、耐磨、耐腐蚀、无磁性，在工业上得到了广泛应用。
金刚石的结构由四个不同的原子组成，即碳原子、氢原子、氧原子和氮原子。
它们都是小分子，在金刚石中以正交六方晶体结构存在，形成一个超强紧凑的网状结构。
每个碳原子都被六个水分子连接，其中有四个氢原子、一个氧原子和一个氮原子。
金刚石的成分也是结构中的一个重要组成部分。
金刚石是一种碳化物，主要由碳原子组成，含有较少的氢、氧和氮原子。
它的碳原子之间以共价键连接，形成一个紧凑的三维网络结构。
由于共价键的作用，碳原子的结合特别稳定，使金刚石具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨、无磁性等特性。
金刚石的耐磨性是它应用最为广泛的特点之一，它可以在极端条件下保持磨损程度极低。
金刚石的硬度是由它的晶体结构决定的，由于其结构密度非常大，所以其硬度也很高。
这使得金刚石能够抵抗磨损，大大延长了它的使用寿命。
另外，金刚石还具有优良的耐酸碱性，可以在酸碱环境中运行而不受影响。
它还具有可塑性，可以根据要求进行加工，可以根据要求生产出不同形状的金刚石零件。
最后，金刚石还具有无磁性特点，在电子工业中有广泛的应用。
它可以用来制造一些可以防止电磁波干扰的装置，这是它应用的一个重要领域。
总之，金刚石的结构及成分使它具有非常优良的物理性能，被广泛应用于工业中。
它的优点有：耐高温、耐腐蚀、耐磨、无磁性、耐酸碱、可塑性等。
什么是金刚石
什么是金刚石金刚石俗称“金刚钻”。
也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。
金刚石还被作为很多精密仪器的部件。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
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。
金刚石它们的原生地岩石，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。
1977年山东省临沭县岌山乡常林的一名村民在地里发现了中国最大的金刚石。
世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石均产于南非，都超过3100克拉（1克拉=200毫克）其中宝石级金刚石的尺寸为10×6.5×5厘米，名叫“库利南”。
上个世纪50年代，美国以石墨为原料，在高温高压下成功制造出人造金刚石。
现在人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，只是造出大颗粒的金刚石还很困难。
金刚石金刚石化学式为C，晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形，没有杂质时，无色透明，与氧反应时，也会生成二氧化碳，与石墨同属于碳的单质。
金刚石晶体的键角为109°28′，是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。
习惯上人们常将加工过的称为钻石，而未加工过的称为金刚石。
在我国，金刚石之名最早见于佛家经书中。
钻石是自然界中最硬物质，最佳颜色为无色，但也有特殊色，如蓝色、紫色、金黄色等。
这些颜色的钻石稀有，是钻石中的珍品。
印度是历史上最著名的金刚石出产国，现在世界上许多著名的钻石如“光明之山”，“摄政王”，“奥尔洛夫”均出自印度。
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金刚石的合成
目前主要有两种制备合成单晶金刚石的方法：一 种是高温高压法（high temperature and high pressure），简称HTHP；另外一种就是化学气相 沉积法（chemical vapor deposition）,简称CVD
高温高压（HTHP）法合成金刚石
• 高温高压法泛指温度超过1500℃，压强超过109Pa的条件下制备金刚石的方 法，国外一般称作温度梯度法，国内称作温度差法。HTHP法中，目前有两 种设备可用以制备金刚石：一种是用六面顶压机，它主要是将石墨相的碳转 化为金刚石相的碳；另外一种设备是两段式分球压机设备，它是由前苏联科 学家Boris Feigelson等人在90年代初研制开发的。
金刚石的性能
• 金刚石的电学性质
• 纯净的不含杂质的金刚石是绝缘体，室温下的电阻率在1016Ω·cm以上，只有 掺入少量硼或磷杂质后，才显示出半导体特性。介电常数为5.6，金刚石的禁 带宽度5.5eV，在紫外线辐照下出现光导电性。组成金刚石晶体的C元素同其 它半导体材料Si、Ge同属于元素周期表的Ⅳ族，它们都是以相同的价电子以 工见见组合而构成晶体。同Si、Ge一样，金刚石具有优良的半导体性质。
金刚石的结构
• 金刚石是立体网状结构,在金刚石结 构中，碳原子具有四价状态，即 sp3杂化状态。金刚石结构的基本 特点是每个碳原子与4个邻近的碳 原子相连，它们处在四面体顶角方 向，每个碳原子与4个邻近的碳原 子共用四对价电子，形成4个共价 键与其周围的原子连接，形成一个 四面体。金刚石晶体是由许多四面 体叠加而成。任意抽出2个相邻的 共价键，每两个单键归两个六元环 所有，而不是只归一个六元环所有 （如图所示，红色的两个碳碳单键 ，可以构成蓝色和紫红色的两个六 元环）。
金刚色， 从无色到黑色都有，以无色的为特 佳。金刚石的颜色取决于纯净程度 、所含杂质元素的种类和含量，极 纯净者无色，一般多呈不同程度的 黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色 等；纯净者透明，含杂质的半透明 或不透明。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。
金刚石的结构
• 六方金刚石的晶体结构： 六方金刚石属六方晶系，其晶格常 数为a=0.252nm，c=0.412nm。这 种晶体结构可以分割成许多相同的 六方晶胞，每个原子与相邻的四个 原子以共价键联结，具有正四面体 结构。
金刚石的性能
• 金刚石的机械力学性质
• 金刚石是迄今地球上最硬的物质， 由于金刚石中的C-C键很强，所以 金刚石硬度大。在莫氏硬度中,以 10种矿物为基准来确定1-10的硬度 值，金刚石的莫氏硬度为10，如表 所示。正因为金刚石硬度大，所以 可以用来做玻璃刀。金刚石的硬度 是各向异性的，不同晶面和不同方 向上的硬度不同。金刚石的硬度以 {100}＜{110}＜{111}的顺序变化。 就是在{111}面内也因方向不同而带 有各向异性。
金刚石的结构
晶体格子中，一个原子与相邻四个原子具有正四面体结 构的情况，存在立方晶系和六方晶系两种可能，天然金 刚石和人造金刚石一般都是立方晶系金刚石，但也存在 一种六方晶系金刚石。把具有这两种晶体结构的金刚石 分别称为立方金刚石和六方金刚石。
金刚石的结构
• 立方金刚石的晶体结构： 立方金刚石为等轴晶系，在常压和 室温下晶格常数为0.356— 0.357nm。这种晶体结构可以分割 成许多相同的立方晶胞，晶胞表面 上的原子分布正好形成一个面心立 方结构，晶 胞内有四个原子，它们 各自与一个顶角的原子和三个相邻 面心的原子等距，并以共价键相联 结，形成具有正四面体的结构。
金刚石的性能
• 金刚石的化学性质
• 金刚石的化学成分是碳，杂质主要有石墨、氮、硼、硅等非金属元素，以及 触媒元素如铁、钴、镍、锰等。金刚石由于是强共价键结合，以及碳原子的 特性，因而在常温下的化学性质非常稳定，耐酸碱及其他化学药品的腐蚀。 因此可充分利用此性质来进行人造金刚石的提纯。也可以利用强酸腐蚀镶有 金刚石的旧钻头、旧工具，使金刚石从胎体上脱落下来加以回收，而无损于 金刚石的质量。
金刚石
主要内容
金刚石的简介 金刚石的结构 金刚石的性能 金刚石的合成
金刚石的简介
• 金刚石，碳的同素异形体，是自然界中 已知的最坚硬的物质，有天然和人造两 类。天然金刚石仅产出于金伯利岩筒中。 金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地 方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过 去的。金刚石俗称“金刚钻”,也就是我 们常说的钻石，是一种由纯碳组成的矿 物。碳可以在高温、高压下形成金刚石。 金刚石是原子晶体，用它的元素符号加 注释来表示[C(金刚石)]。
• 目前工业上主要还是利用HTHP法制备单晶金刚石，其最大优点是制造工艺 较简单，金刚石的生长速度快，通常在10—20min内就能合成出1mm以下的 金刚石单晶，从而满足各种工业需要。随着生长技术的发展，现在通过控制 生成核可以生长出粒径达2mm的金刚石。
化学气相沉积法
• 化学气相沉积法（CVD）主要利用的是在高温空间（也包括在基板）以及活 性空间中发生的化学反应。制备金刚石所用到的气体原料一般为甲烷和氢气 ，通过在高温条件下激发使气体发生分解，生成含碳基团的活性粒子，并最 终在基片材料上沉积出金刚石膜。制备单晶金刚石的方法主要有微波等离子 辅助化学气相沉积法、热丝辅助化学气相沉积法、电子回旋共振微波等离子 体化学气象沉积法、直流等离子体喷射化学气相沉积法、燃烧火焰化学气相 沉积法等。
金刚石的性能
• 金刚石的光学性质
• 人造金刚石由于合成过程中所用触 媒成分的不同以及生成温度、压力 、包裹体等因素的影响，而有淡黄 、黄绿、绿、灰黑、黑色等多种颜 色，多为半透明至透明。一般以颜 色浅、透明度高的质量好。金刚石 具有很高的折射率，其折射率为 2.40-2.48。对于波长589.3nm的光 ，其折射率为2.417。金刚石具有 强的散光性，色散系数为0.063。 这就是作为宝石的金刚石晶莹发亮 的主要原因。金刚石晶体在不同射 线辐照下能发出各种颜色的光