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钻石的矿物晶型是什么

发布时间: 2022-01-20 09:30:37

① 钻石是矿物质吗

是矿物质,主要元素构成是--碳。

钻石的特性

钻石的矿物学名称叫金刚石,其原石(原生矿物)常呈八面体(见右图),化学成分:C,硬度:10,金刚光泽,色散高,具有特殊的亲油性 。

钻石的形成

据对钻石内包裹体的研究,钻石的形成温度为900-1300°C, 压力为(45-60)*108Pa, 相当于地球130-180km的地幔深处,其形成于30亿年前。钻石形成后,通过火山喷发的形式被带至地表,并赋存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中,形成钻石原生矿。到1871年止,全球所有的钻石均发现于次生矿(砂矿),第一个钻石原生矿于1870年发现于南非的金伯利城。
目前产量居前五位的钻石生产国依次是澳大利亚、刚果(金)、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。

钻石贸易
现在, 全世界钻石原石生产和贸易量中有近75%为戴比尔斯De Beers所控制,而比利时的安特卫普、以色列的特拉维夫、纽约、孟买则是全球四大钻石切磨中心。

钻石的4C评价

任何一颗成品钻石的质量均可用以下四个标准来评价:

克拉(Carat)、颜色(Color)、净度(Clarity)和切工(Cut)。

克拉重:钻石愈大就愈稀有

钻石在千万年前形成,其后还要经过复杂的旅程,才会由地心被带上地面,所以是极为珍贵,而大型钻石在自然界中数量更是罕有,钻石的体积愈大,愈能显现的不同,其价值也会有所差距。当然钻石重量越大,其价格也就越高。但是钻石价格与克拉重的关系并不是简单的线形关系,而是一种呈台阶上升的直线。比如,两颗同等品质的钻石,一颗重50分,另一颗重1ct,50分的这颗价格5000元,那么1ct的钻石就不仅仅只是10000元了,它可能就在20000元以上了。

颜色:愈接近无色愈珍贵罕见

绝大多数钻石都为无色中略带黄色色调,称无色系列。无色的钻石极为罕见因为完全无色的钻石能像叁镜一样,让所有线穿透而化成一道缤纷彩虹。但钻石还有许多种颜色,最稀有的是红色,然后依次为绿、蓝、紫和棕等颜色,这些有色彩的钻石被统称为异彩钻,由于它们在自然界非常稀少,故在价值上也较高。国际市场上对无色系列钻石成色的分级,一般采用美国宝石学院(GIA)的标准,它用英文字母从D、E、F ~ Z来表示钻石的颜色,其中D级为最优(颜色最白),但也极其少见;M级钻石就偏黄了。

净度:内含物愈稀少愈难

所谓净度是指钻石内含物的多寡而言。大部份钻石都含有非常细小,未晶化完全的细微炭物质,这些内含物的数量越稀少,体积越细微,就不至于影响光线的通过,钻石也就越美。钻石是所有宝石中最晶莹剔透的,然而完全没有内含物或表面毫无瑕疵的钻石非常罕见。国际上一般将净度划分为五个档次:FL(完全无瑕)、VVS(瑕疵极少)、VS(微瑕)、SI(瑕疵可见)、PK(瑕疵较多)。

切工:愈精细钻石愈闪亮耀眼

指钻石的切磨比例及抛光程度。标准的圆钻共有57个面,而大于50分的钻石,底部也有一小面,共58个面。钻石的车工和钻石的形状常被混淆,所谓车工是指切割钻石瓣面排列的比例与角度。优良的车工可使钻石充分折射一切光线,匀称的切割足以增添钻石的火光。钻石的美丽取决于光线在其内折射和反射的效果,一颗未经精琢磨切割的钻石, 是无法发辉疵璀璨的光芒。

② 钻石的晶体结构

钻石是一种由碳元素组成的矿物,几乎完全由单一碳原子组成,矿物名称为金刚石。钻石与常见的石墨的物质成分完全一致,均由纯碳元素构成,它们之间的区别在于不同的晶体结构。由于晶体结构的不同,钻石与石墨的物理性质有天壤之别。其中又以硬度的差别最大,钻石的硬度在所知的所有物质中最高,摩氏硬度为10,恰恰相反,石墨的硬度几乎最小,摩氏硬度甚至小于1;另外无色钻石是电的绝缘体,而石墨是电的良导体,常用于制作电极。

碳的原子序数为6,有2个电子层,其中内层的第一电子层由2个电子构成,外层由4个电子构成。根据原子物理学原理,原子的第一层可容纳2个电子,第二层可容纳8个电子。当原子的外电子层填满时,原子的化学性质呈惰性,例如惰性气体氖等;当原子的外电子层未填满时,原子的化学性质活泼。碳原子内层的第一电子层为稳定的电子层,外层的第二电子层由于没有填满8个电子,为不稳定电子层,因而碳原子化学性质活泼。碳原子外层的4个电子可以与其他原子外层的电子发生作用而产生价键结合,非常容易发生化学反应,例如与空气中的氧反应发生燃烧。另外,由于外层自由电子的存在,碳也是电的良好导体。

在钻石的结晶过程中,碳原子外层的4个自由电子与周围的碳原子的外层自由电子产生共价键结合,每一碳原子可与周围4个碳原子结合,形成立方晶体结构,如图1-2所示。当1个碳原子与周围的4个碳原子结合时,每一碳原子都与另外1个碳原子各贡献1个外层电子组成1个共价键。在钻石晶体中,每一个碳原子都有4个共价键和8个共价电子,从而使每一碳原子都形成一个稳定的原子结构。相邻的碳原子之间共享的共价键电子对产生极强的结合,使相邻的碳原子紧密地结合在一起。钻石晶体中碳原子之间的距离为1.54Å(1 Å=10-10m),碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构,因此,钻石的晶体结构是所有已知晶体中最坚固的。最坚固的钻石晶体结构必然导致最高的硬度。

图1-2 钻石的晶体结构

钻石晶体中每一个碳原子与周围的4个碳原子结合,碳原子之间的距离为1.54Å,碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构

石墨晶体结构与钻石的立方结构不同,每一碳原子与周围在同一晶体面上的3个碳原子结合。每一碳原子都剩余1个外层电子,使每一碳原子都没有达到稳定状态。在石墨晶体的层与层之间没有价键连接,为十分不稳定结构,所以其硬度极低;另外,碳原子晶体层之间的滑动摩擦系数很小,因此,石墨是一种非常好的润滑填充剂。

在钻石结晶过程中,晶体沿特定晶面生长。最常见的钻石晶形是八面体。钻石八面体的8个面都是面积相等的等边三角形。其他的晶形有菱形十二面体、立方体、三八面体和聚形等。图1-3所示为天然钻石的天然晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石。

图1-3 天然钻石的晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)

图1-3中后排左起第五颗黄色天然钻石晶体是晶形和晶面都非常好的典型八面体;后排左起第四颗黄色天然钻石晶体也是八面体,但晶面受到磨损变得圆滑而不平整,晶面交角也失去棱角变成不规则圆弧形;后排最右边两颗绿色天然钻石晶体都呈立方体;后排左起第三颗黄色天然钻石的晶形为典型经磨损的三八面体;后排最左边两颗天然钻石晶体都是不规则形状,由最左边的那颗形状不规则的天然钻石晶体可以切割出紫红或粉红紫红色的刻面彩色钻石,十分难得。形状不规则的天然钻石晶体都是由于外力的破坏,通常是在冲刷过程中钻石之间的摩擦和钻石与砂石之间的摩擦,以及开采过程中的撞击造成的。

因为彩色钻石价格昂贵,而且价格与切工和净度关系不大,切割彩色钻石时,首先要考虑的是获得最大重量。刻面彩色钻石的形状要与原天然晶体形状尽量相似以获得最大重量。市面上绝大多数的彩色钻石的形状都是不规则的花形切工,很少见到理想亮圆形切工的彩色钻石。1997年在日内瓦以805000美元拍卖成交的一颗1.75ct的紫红红色钻石的形状与原晶体形状相似,主要的加工是将原晶体的自然面抛光。

钻石晶体也可能呈双晶或是多晶。图1-4是一颗晶形十分完整的天然双晶钻石晶体,主要晶体呈典型的八面体,在顶部又生长出一个小八面体。这一双晶钻石晶体的颜色为灰色,是由在钻石晶体中含有许多微小的石墨晶体或未结晶的炭黑造成的。由于石墨或炭黑呈黑色,几乎完全吸收可见光,即使很低的含量也会使得钻石变为灰色,甚至是黑色。天然灰色和黑色钻石原石一般用于工业用途。这颗灰色天然双晶钻石晶体来自钻石次生矿,经冲刷和磨损,晶面和棱角都呈圆滑状。

图1-5是另外一种天然双晶钻石晶体,由两个立方体互相嵌入构成穿插双晶(Pene—tration twin)。这颗天然双晶钻石晶体的颜色为黄色,如果精心加工以增强饱和度,它可能成为一颗彩黄色钻石。这颗黄色天然双晶钻石晶体的晶面和棱角都为圆滑状,也来自钻石次生矿。

图1-4 由两个八面体构成的天然双晶钻石晶体

(刘严摄影/刘严收藏)

图1-5 由两个立方体构成的天然穿插双晶

(刘严摄影/刘严收藏)

③ 钻石的晶体结构是什么

钻石的的晶体结构是碳。

钻石是指经过琢磨的金刚石,在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成,具有立方结构的天然白色晶体。

钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧,同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长,也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

物理性能:是天然矿物中的最高硬度,其脆性也相当高,用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王。也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

(3)钻石的矿物晶型是什么扩展阅读

钻石是金刚石精加工而成的产品,钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。

其成份与常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。

自从钻石在印度被发现以来,就有人在河边、河滩上捡到钻石,这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩,被风化、破碎后,钻石随水流被带到下游地带,比重大的钻石被埋在沙砾中。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩(lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含辉石、橄榄石等矿物,典型产地为澳大利亚西部阿盖尔(Argyle)。

④ 钻石的主要成分是什么

钻石的成分和晶体结构
钻石的主要成分是碳(C), 含C量96%-99.9%。即使很纯净的钻石也含有0.001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外,其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在,钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。
氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分,N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心,可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(0.05%-0.3%)。 Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在,Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。
Ⅱ型钻石含N量较少(<0.05%),N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。
钻石为等轴晶系,晶体结构为立方面心格子,晶胞参数a°=3.56A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心,并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子,每个C原子都与周围四个C原子相连接,每两个相邻C原子之间的距离都相等(1.54A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键, 要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质,如极高的硬度和化学稳定性。
钻石的晶形最常见的是八面体,其次是菱形十二面体,较少见的是立方体。此外,可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

⑤ 钻石原石是什么样的

钻石的原石常见的有立方体,八面体,菱形十二面体。表面有三角形的凹坑,生长丘等。钻石是宝石学名称,金刚石是矿物学名称。

拓展资料:

由于钻石的硬度极高,科学家会利用高温高压制成钻石微粒,用于沙纸、钻探、研磨工具之上,可以用来切削和刻画其他物质。

⑥ 钻石的矿物学是什么具有什么样的光泽

钻石是金刚光泽只有经过训练有素的切割大师精确无误的计算和设计,巧夺天工的雕琢, 才能揭开钻石的面纱, 使之充分利用光的性质呈现彩虹般的 “火彩” 。

⑦ 钻石的原材料是什么是金刚石吗

是金刚石。钻石可以从天然金刚石矿中产出,也可以通过人造生产金刚石。

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。金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。

(7)钻石的矿物晶型是什么扩展阅读:

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。世界各地都发现了金刚石矿。其中,澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是着名的五大金刚石产地。

中国也拥有制造金刚石的技术,但最大也不过0.2克拉左右。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。

⑧ 钻石是岩石,还是矿物.

钻石是纯碳组成的矿物。

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。

2018年12月,加拿大出土了一颗重量高达552克拉的黄色钻石,这使它成为了在北美洲发现的最大的一颗钻石。

(8)钻石的矿物晶型是什么扩展阅读

绝大多数钻石的形成时间在20亿到30亿年前,这种复杂严峻的过程使分子的排列结构发生了巨大的变化,使其从乌黑的炭块变成令人惊讶着迷的透明钻石晶体——这就是我们常说的白钻。

而彩钻的形成是由于在碳元素发生变化的过程中,其他的元素混进来使得透明的钻石晶体衍生出了多彩的颜色,像蓝钻、黄钻、红钻等等就是这样形成的。

⑨ 钻石的原石是什么样的

钻石,是经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体,由碳原子以四价键链接,为目前已知自然存在最硬物质。
1.化学性质
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。
2.物理性质
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。
3.观赏用途
钻石由于折射率高,在灯光下显得闪闪生辉,成为女士最爱的宝石。巨型的美钻可以价值连城。而渗有深颜色的钻石的价钱更高。当钻石带有蓝、绿或粉红色属十分罕有,而颜色深而鲜艳则价钱很高;目前最昂贵的有色钻石,要数带有浓艳红色的钻石。
钻石分为一型和二型两种,这主要是根据它是否含有N元素:一型含;二型不含。而蓝色的钻石是二B型的,是半导体。
4.工业用途
由于钻石的硬度极高,科学家会利用高温高压制成钻石微粒,用于沙纸、钻探、研磨工具之上,可以用来切削和刻画其他物质。