金刚石结构的基本知识

金刚石结构的基本知识

1，金刚石是立体网状结构，最小的碳环是六元环，最小的闭合碳环是十元环，这个闭合的十元碳环非常重要，它是构成晶胞的主要碳环，它的6个碳原子位于晶胞的6个面心，其余4个位于晶胞的内部，它们的另一个碳原子就是晶胞的4个顶点．这4个顶点的对角点就是四面体的另外4个顶点，这个十元环的对角线就是晶胞的棱长．

2，金刚石晶胞结构为立方晶系。金刚石的结构是面心立方格子，C原子分布于8个顶角和6个面心，晶胞内部还有4个碳原子，故一个晶胞共有8个碳原子．（8×1/8+6×1/2+4）3，金刚石晶胞棱长的计算：

碳碳键长＝0.154纳米(这是已知的测定数据)

晶胞的体对角线L＝4倍碳碳键长(这一结论不用自己再去推算, 详见晶体学中的有关计算，如：黄昆原著<固体物理学>第一章<晶体结构>)

设晶胞的棱长为X，由勾股定理不难证明晶胞的对角线L=√3X,

则√3X=L=4×0.154 =0.616(纳米)=

故X=0.616÷√3=0.616/1.73=0.356nm(纳米)=0.356×10-7厘米

4，金刚石密度的计算：

一个晶胞的体积＝[0.36×10-7](厘米)3；，一摩晶胞的体积＝[0.356×10-7]3×6.02×1023(厘米)3

一摩晶胞的质量＝8×12=96(克)，则密度＝96克/[0.356×10-7]3×6.02×1023(厘米)3＝3.55克／(厘米)3