金刚石

  中文名称:金刚石   英文名称:diamond   定义:碳的同素异形体,是已知的最硬的物质,有天然和人造两类。   所属学科: 机械工程(一级学科) ;磨料磨具(二级学科) ;磨料(三级学科)  
金刚石的正八面体晶体结构
金刚石的正八面体晶体结构
 金刚石是晶态单质碳的一种变体,是石墨、无定形碳的同素异形体,以矿石形式存在于自然界。金刚石为无色立方晶体;熔点4000℃(63大气压),密度3.51克/厘米3;折射率高,为2.4173,对光的透明度好;硬度为10000千克力/毫米2,是自然界硬度最大的物质。莫氏硬度标度法规定金刚石的硬度为10。金刚石不导电,在室温下对所有化学试剂都显惰性,在隔绝空气的条件下加热到1000℃时,金刚石转变为石墨,在空气中加热到780℃左右会燃烧生成二氧化碳。    金刚石是典型的原子晶体,在晶体结构中(见右图)每个碳原子都以sp3杂化轨道与另四个碳原子形成共价单键(见共价键),呈正四面体配位,晶格结点间以键能相当大的C─C键相互结合,其键能为345.6千焦/摩尔,键长为154皮米,所有价电子都参与了共价键的形成,晶体内没有自由电子。    透明的金刚石可作宝石(钻石),价格昂贵,以克拉为其计量单位(1克拉=200毫克)。黑色和不透明的金刚石在工业上用作钻头和切割工具。金刚石粉是优良的磨料。