① 鑽石是礦物質嗎
是礦物質,主要元素構成是--碳。
鑽石的特性
鑽石的礦物學名稱叫金剛石,其原石(原生礦物)常呈八面體(見右圖),化學成分:C,硬度:10,金剛光澤,色散高,具有特殊的親油性 。
鑽石的形成
據對鑽石內包裹體的研究,鑽石的形成溫度為900-1300°C, 壓力為(45-60)*108Pa, 相當於地球130-180km的地幔深處,其形成於30億年前。鑽石形成後,通過火山噴發的形式被帶至地表,並賦存在金伯利岩和鉀鎂煌斑岩中,形成鑽石原生礦。到1871年止,全球所有的鑽石均發現於次生礦(砂礦),第一個鑽石原生礦於1870年發現於南非的金伯利城。
目前產量居前五位的鑽石生產國依次是澳大利亞、剛果(金)、波札那、俄羅斯、南非。
鑽石貿易
現在, 全世界鑽石原石生產和貿易量中有近75%為戴比爾斯De Beers所控制,而比利時的安特衛普、以色列的特拉維夫、紐約、孟買則是全球四大鑽石切磨中心。
鑽石的4C評價
任何一顆成品鑽石的質量均可用以下四個標准來評價:
克拉(Carat)、顏色(Color)、凈度(Clarity)和切工(Cut)。
克拉重:鑽石愈大就愈稀有
鑽石在千萬年前形成,其後還要經過復雜的旅程,才會由地心被帶上地面,所以是極為珍貴,而大型鑽石在自然界中數量更是罕有,鑽石的體積愈大,愈能顯現的不同,其價值也會有所差距。當然鑽石重量越大,其價格也就越高。但是鑽石價格與克拉重的關系並不是簡單的線形關系,而是一種呈台階上升的直線。比如,兩顆同等品質的鑽石,一顆重50分,另一顆重1ct,50分的這顆價格5000元,那麼1ct的鑽石就不僅僅只是10000元了,它可能就在20000元以上了。
顏色:愈接近無色愈珍貴罕見
絕大多數鑽石都為無色中略帶黃色色調,稱無色系列。無色的鑽石極為罕見因為完全無色的鑽石能像叄鏡一樣,讓所有線穿透而化成一道繽紛彩虹。但鑽石還有許多種顏色,最稀有的是紅色,然後依次為綠、藍、紫和棕等顏色,這些有色彩的鑽石被統稱為異彩鑽,由於它們在自然界非常稀少,故在價值上也較高。國際市場上對無色系列鑽石成色的分級,一般採用美國寶石學院(GIA)的標准,它用英文字母從D、E、F ~ Z來表示鑽石的顏色,其中D級為最優(顏色最白),但也極其少見;M級鑽石就偏黃了。
凈度:內含物愈稀少愈難
所謂凈度是指鑽石內含物的多寡而言。大部份鑽石都含有非常細小,未晶化完全的細微炭物質,這些內含物的數量越稀少,體積越細微,就不至於影響光線的通過,鑽石也就越美。鑽石是所有寶石中最晶瑩剔透的,然而完全沒有內含物或表面毫無瑕疵的鑽石非常罕見。國際上一般將凈度劃分為五個檔次:FL(完全無瑕)、VVS(瑕疵極少)、VS(微瑕)、SI(瑕疵可見)、PK(瑕疵較多)。
切工:愈精細鑽石愈閃亮耀眼
指鑽石的切磨比例及拋光程度。標準的圓鑽共有57個面,而大於50分的鑽石,底部也有一小面,共58個面。鑽石的車工和鑽石的形狀常被混淆,所謂車工是指切割鑽石瓣面排列的比例與角度。優良的車工可使鑽石充分折射一切光線,勻稱的切割足以增添鑽石的火光。鑽石的美麗取決於光線在其內折射和反射的效果,一顆未經精琢磨切割的鑽石, 是無法發輝疵璀璨的光芒。
② 鑽石的晶體結構
鑽石是一種由碳元素組成的礦物,幾乎完全由單一碳原子組成,礦物名稱為金剛石。鑽石與常見的石墨的物質成分完全一致,均由純碳元素構成,它們之間的區別在於不同的晶體結構。由於晶體結構的不同,鑽石與石墨的物理性質有天壤之別。其中又以硬度的差別最大,鑽石的硬度在所知的所有物質中最高,摩氏硬度為10,恰恰相反,石墨的硬度幾乎最小,摩氏硬度甚至小於1;另外無色鑽石是電的絕緣體,而石墨是電的良導體,常用於製作電極。
碳的原子序數為6,有2個電子層,其中內層的第一電子層由2個電子構成,外層由4個電子構成。根據原子物理學原理,原子的第一層可容納2個電子,第二層可容納8個電子。當原子的外電子層填滿時,原子的化學性質呈惰性,例如惰性氣體氖等;當原子的外電子層未填滿時,原子的化學性質活潑。碳原子內層的第一電子層為穩定的電子層,外層的第二電子層由於沒有填滿8個電子,為不穩定電子層,因而碳原子化學性質活潑。碳原子外層的4個電子可以與其他原子外層的電子發生作用而產生價鍵結合,非常容易發生化學反應,例如與空氣中的氧反應發生燃燒。另外,由於外層自由電子的存在,碳也是電的良好導體。
在鑽石的結晶過程中,碳原子外層的4個自由電子與周圍的碳原子的外層自由電子產生共價鍵結合,每一碳原子可與周圍4個碳原子結合,形成立方晶體結構,如圖1-2所示。當1個碳原子與周圍的4個碳原子結合時,每一碳原子都與另外1個碳原子各貢獻1個外層電子組成1個共價鍵。在鑽石晶體中,每一個碳原子都有4個共價鍵和8個共價電子,從而使每一碳原子都形成一個穩定的原子結構。相鄰的碳原子之間共享的共價鍵電子對產生極強的結合,使相鄰的碳原子緊密地結合在一起。鑽石晶體中碳原子之間的距離為1.54Å(1 Å=10-10m),碳原子之間由共價鍵結合形成緊密的立方結構,因此,鑽石的晶體結構是所有已知晶體中最堅固的。最堅固的鑽石晶體結構必然導致最高的硬度。
圖1-2 鑽石的晶體結構
鑽石晶體中每一個碳原子與周圍的4個碳原子結合,碳原子之間的距離為1.54Å,碳原子之間由共價鍵結合形成緊密的立方結構
石墨晶體結構與鑽石的立方結構不同,每一碳原子與周圍在同一晶體面上的3個碳原子結合。每一碳原子都剩餘1個外層電子,使每一碳原子都沒有達到穩定狀態。在石墨晶體的層與層之間沒有價鍵連接,為十分不穩定結構,所以其硬度極低;另外,碳原子晶體層之間的滑動摩擦系數很小,因此,石墨是一種非常好的潤滑填充劑。
在鑽石結晶過程中,晶體沿特定晶面生長。最常見的鑽石晶形是八面體。鑽石八面體的8個面都是面積相等的等邊三角形。其他的晶形有菱形十二面體、立方體、三八面體和聚形等。圖1-3所示為天然鑽石的天然晶形和利用相似晶形、顏色的天然鑽石晶體所加工出的彩色鑽石。
圖1-3 天然鑽石的晶形和利用相似晶形、顏色的天然鑽石晶體所加工出的彩色鑽石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)
圖1-3中後排左起第五顆黃色天然鑽石晶體是晶形和晶面都非常好的典型八面體;後排左起第四顆黃色天然鑽石晶體也是八面體,但晶面受到磨損變得圓滑而不平整,晶面交角也失去稜角變成不規則圓弧形;後排最右邊兩顆綠色天然鑽石晶體都呈立方體;後排左起第三顆黃色天然鑽石的晶形為典型經磨損的三八面體;後排最左邊兩顆天然鑽石晶體都是不規則形狀,由最左邊的那顆形狀不規則的天然鑽石晶體可以切割出紫紅或粉紅紫紅色的刻面彩色鑽石,十分難得。形狀不規則的天然鑽石晶體都是由於外力的破壞,通常是在沖刷過程中鑽石之間的摩擦和鑽石與砂石之間的摩擦,以及開采過程中的撞擊造成的。
因為彩色鑽石價格昂貴,而且價格與切工和凈度關系不大,切割彩色鑽石時,首先要考慮的是獲得最大重量。刻面彩色鑽石的形狀要與原天然晶體形狀盡量相似以獲得最大重量。市面上絕大多數的彩色鑽石的形狀都是不規則的花形切工,很少見到理想亮圓形切工的彩色鑽石。1997年在日內瓦以805000美元拍賣成交的一顆1.75ct的紫紅紅色鑽石的形狀與原晶體形狀相似,主要的加工是將原晶體的自然面拋光。
鑽石晶體也可能呈雙晶或是多晶。圖1-4是一顆晶形十分完整的天然雙晶鑽石晶體,主要晶體呈典型的八面體,在頂部又生長出一個小八面體。這一雙晶鑽石晶體的顏色為灰色,是由在鑽石晶體中含有許多微小的石墨晶體或未結晶的炭黑造成的。由於石墨或炭黑呈黑色,幾乎完全吸收可見光,即使很低的含量也會使得鑽石變為灰色,甚至是黑色。天然灰色和黑色鑽石原石一般用於工業用途。這顆灰色天然雙晶鑽石晶體來自鑽石次生礦,經沖刷和磨損,晶面和稜角都呈圓滑狀。
圖1-5是另外一種天然雙晶鑽石晶體,由兩個立方體互相嵌入構成穿插雙晶(Pene—tration twin)。這顆天然雙晶鑽石晶體的顏色為黃色,如果精心加工以增強飽和度,它可能成為一顆彩黃色鑽石。這顆黃色天然雙晶鑽石晶體的晶面和稜角都為圓滑狀,也來自鑽石次生礦。
圖1-4 由兩個八面體構成的天然雙晶鑽石晶體
(劉嚴攝影/劉嚴收藏)
圖1-5 由兩個立方體構成的天然穿插雙晶
(劉嚴攝影/劉嚴收藏)
③ 鑽石的晶體結構是什麼
鑽石的的晶體結構是碳。
鑽石是指經過琢磨的金剛石,在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳 (C)元素構成,具有立方結構的天然白色晶體。
鑽石具有宗教色彩的崇拜和畏懼,同時又把它視為勇敢、權力、地位和尊貴的象徵。現在已成為百姓們都可擁有、佩戴的大眾寶石。鑽石的文化源遠流長,也有人把它看成是愛情和忠貞的象徵。
物理性能:是天然礦物中的最高硬度,其脆性也相當高,用力碰撞仍會碎裂。源於古希臘語Adamant,意思是堅硬不可侵犯的物質,是公認的寶石之王。也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳結晶體。
(3)鑽石的礦物晶型是什麼擴展閱讀
鑽石是金剛石精加工而成的產品,鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。
其成份與常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(無色)。
自從鑽石在印度被發現以來,就有人在河邊、河灘上撿到鑽石,這是由於位於河流上游某處含有鑽石的原岩,被風化、破碎後,鑽石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鑽石被埋在沙礫中。
另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
④ 鑽石的主要成分是什麼
鑽石的成分和晶體結構
鑽石的主要成分是碳(C), 含C量96%-99.9%。即使很純凈的鑽石也含有0.001%的雜質。鑽石中的雜質組分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外,其餘雜質通常都以礦物包裹體形式存在,鑽石中常含有磁鐵礦、鈦鐵礦、鎂鋁榴石、鉻透輝石、橄欖石、石墨等礦物包裹體。
氮(N)是鑽石中一種重要的雜質組分,N在鑽石晶體結構中組成各種缺陷中心,可以單個N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根據N的含量和聚結形式可將鑽石劃分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型鑽石含N量較多(0.05%-0.3%)。 Ⅰa型鑽石中N以N3小晶片形式存在,Ⅰb型鑽石中N以分散狀態的順磁方式存在。
Ⅱ型鑽石含N量較少(<0.05%),N呈自由狀態存在。Ⅰ型和Ⅱ型鑽石在某些物理性質上有所不同。自然界的鑽石絕大部分是Ⅰ型鑽石。
鑽石為等軸晶系,晶體結構為立方面心格子,晶胞參數a°=3.56A(1A=1mm/1千萬)(見左圖)。C原子位於立方晶胞的八個角頂和六個面中心,並在其八個小立方格的半數中心相間地分布著四個C原子,每個C原子都與周圍四個C原子相連接,每兩個相鄰C原子之間的距離都相等(1.54A)。這種結構C原子間形成極其牢固的共價鍵, 要分開這種化學健必須給以很大的能量。這就決定了金剛石具有一些特殊的性質,如極高的硬度和化學穩定性。
鑽石的晶形最常見的是八面體,其次是菱形十二面體,較少見的是立方體。此外,可長成各種復雜形態的聚形或歪晶。
⑤ 鑽石原石是什麼樣的
鑽石的原石常見的有立方體,八面體,菱形十二面體。表面有三角形的凹坑,生長丘等。鑽石是寶石學名稱,金剛石是礦物學名稱。
拓展資料:
由於鑽石的硬度極高,科學家會利用高溫高壓製成鑽石微粒,用於沙紙、鑽探、研磨工具之上,可以用來切削和刻畫其他物質。
⑥ 鑽石的礦物學是什麼具有什麼樣的光澤
鑽石是金剛光澤只有經過訓練有素的切割大師精確無誤的計算和設計,巧奪天工的雕琢, 才能揭開鑽石的面紗, 使之充分利用光的性質呈現彩虹般的 「火彩」 。
⑦ 鑽石的原材料是什麼是金剛石嗎
是金剛石。鑽石可以從天然金剛石礦中產出,也可以通過人造生產金剛石。
金剛石俗稱「金剛鑽」。也就是我們常說的鑽石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。金剛石有各種顏色,從無色到黑色都有,以無色的為特佳。
(7)鑽石的礦物晶型是什麼擴展閱讀:
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。世界各地都發現了金剛石礦。其中,澳大利亞、剛果、俄羅斯、波札那和南非是著名的五大金剛石產地。
中國也擁有製造金剛石的技術,但最大也不過0.2克拉左右。人工合成金剛石的方法主要有兩種,高溫高壓法及化學氣相沉積法。高溫高壓法技術已非常成熟,並形成產業。國內產量極高,為世界之最。
⑧ 鑽石是岩石,還是礦物.
鑽石是純碳組成的礦物。
金剛石俗稱「金剛鑽」。也就是我們常說的鑽石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石。
2018年12月,加拿大出土了一顆重量高達552克拉的黃色鑽石,這使它成為了在北美洲發現的最大的一顆鑽石。
(8)鑽石的礦物晶型是什麼擴展閱讀
絕大多數鑽石的形成時間在20億到30億年前,這種復雜嚴峻的過程使分子的排列結構發生了巨大的變化,使其從烏黑的炭塊變成令人驚訝著迷的透明鑽石晶體——這就是我們常說的白鑽。
而彩鑽的形成是由於在碳元素發生變化的過程中,其他的元素混進來使得透明的鑽石晶體衍生出了多彩的顏色,像藍鑽、黃鑽、紅鑽等等就是這樣形成的。
⑨ 鑽石的原石是什麼樣的
鑽石,是經過琢磨的金剛石。金剛石是無色正八面體晶體,由碳原子以四價鍵鏈接,為目前已知自然存在最硬物質。
1.化學性質
在鑽石晶體中,碳原子按四面體成鍵方式互相連接,組成無限的三維骨架,是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。由於鑽石中的C-C鍵很強,所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以鑽石不僅硬度大,熔點極高,而且不導電。在工業上,鑽石主要用於製造鑽探用的探頭和磨削工具,形狀完整的還用於製造手飾等高檔裝飾品,其價格十分昂貴。
2.物理性質
鑽石的摩氏硬度為10;由於硬度最高,鑽石的切削和加工必須使用鑽石粉來進行。鑽石的密度為3.52g/cm3,折射率為2.417,色散率為0.044。
3.觀賞用途
鑽石由於折射率高,在燈光下顯得閃閃生輝,成為女士最愛的寶石。巨型的美鑽可以價值連城。而滲有深顏色的鑽石的價錢更高。當鑽石帶有藍、綠或粉紅色屬十分罕有,而顏色深而鮮艷則價錢很高;目前最昂貴的有色鑽石,要數帶有濃艷紅色的鑽石。
鑽石分為一型和二型兩種,這主要是根據它是否含有N元素:一型含;二型不含。而藍色的鑽石是二B型的,是半導體。
4.工業用途
由於鑽石的硬度極高,科學家會利用高溫高壓製成鑽石微粒,用於沙紙、鑽探、研磨工具之上,可以用來切削和刻畫其他物質。