金刚石_石墨

金刚石-石墨族

本族包括碳的四个同质多像变体：金刚石、六方金刚石（lonsdaleite)、石墨和赵石墨。(chaoite).后两者在自然界罕见。

金刚石的结构为典型的金刚石型结构，具有立方面心晶胞，碳原子除位于立方体晶胞的八个角顶和六个面的中心外，在立方体被分割出的八个小立方体中心有一半也相间分布有碘原子。毎个碳原子与周围四个碳原子以相同的共价键连接，原子间距0.154nm，键角109o28'16'' 。

石墨为层状结构。其碳原子成层排布，每层内碳与周围的三个碳以相同的共价键相连。排列成六方环状网。层间以分子键相连。层内碳原子间距为0.1420nm，而碳原子层间距为0.335nm。石墨有2H和3R两种多型。2H型石墨的第三层碳原子位置与第一层的完全重复，3R型石墨是第四层碳原子位置与第一层的重复。石墨是多键型晶体，层内C—C 的共价键用去碳原子最外层四个电子中的三个，剩余一个未配对电子可以在层内移动，类似于金属晶格中的自由电子，因而石墨层内还有部分金属键。因此石墨结构中，既有共价键、分子键，也有金属键。

金刚石Diamond C

等轴晶系，对称型所m3m，空间群a0= 0.356 11111;Z=8

晶体常呈八面体、菱形十二面体及其聚形，也见由立方体、四六面体等组成的聚形，常见晶面弯曲而成的凸晶。无色透明，通常带深浅不同的黄褐色调，也有少数呈蓝、黄、褐、粉红和黑色者;典型的金刚光泽;折射率N=2. 40〜2.48；强色散；x射线下发天蓝色荧光。硬度10;性脆;平行{111}解理中等;密度3.50〜3.52g/cm3;导热性良好室温下其导热率几乎是铜的五倍。

金刚石形成于高温高压条件下，是岩装作用的产物。产于超基性的金伯利岩和钾镁煌斑岩中，共生矿物橄榄石、镁铝榴石、铬透辉石、金云母等。此外高压变质的榴辉岩中也见零星的金刚石微粒。外生条件下，金刚石可以聚集成重要的砂矿床。

石墨Graphite C

有两种多型。六方晶系2H型，对称型6/mmm，空间群P63/mmc；a0=0.246nm，c0=0.670nm;Z=4。

三方晶系3R型，对称型3m，空间群R3m ; a=0.246 nm，c0 = 1. 0050 nm ; Z=6。前者常见。

通常为鱗片状、块状或土状集合体。颜色和条痕均为黑色：金属光泽；隐晶的土状集合体光泽暗淡；不透明；硬度1〜2;平行{0001}解理极完全，薄片具挠性；性软，有滑感，易污手；密度2. 09〜2. 26 g/cm3;导电性好。

石墨形成于高温条件下，主要为变质成因。沉积变质成因者是由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成，分布最广。接触变质成因的石墨，可由煤系或碳质页岩热变质或碳酸盐矿物分解而成。我国石墨储量居世界首位，许多省区都有石墨矿床，如黑龙江萝北、山东南墅等。

金刚石的形态

A\B—理想形态；o{111}八面体，d{110}菱形十二面体：c—常林钻石的形态：a{100}立方体，e{210}四六面体；D—实际晶体（八面体和菱形十二面体的聚形，1.5 cm,辽宁）