鑽石結構

鑽石的成分是碳。其碳12原子的結構特徵是每個碳原子都有四個共價鍵，C原子間等間距排列，C-C鍵長為0.154nm，原子間結構牢固，組成具有四個角相等的正四面體，形成一個鑽石晶胞。同時，四個角又是其它四面體晶胞的一部分。由四面體組成的鑽石，常見有立方體、八面體、菱形十二面體晶體。

基本介紹

• 中文名：鑽石結構
• 外文名：Diamond Structure
• 結構特徵：每個碳原子都有四個共價鍵
• 熱學性質：低的熱膨脹性及高的導熱性

鑽石的基本結構

等軸晶系

每個C原子周圍4個C原子組成共價鍵，C原子間等間距排列C-C鍵長為0.154nm，原子間結合牢固。

基本單元結構

基本單元結構

立方面心格子，C原子占據立方體的角頂，面中心以及相間排列的小立方體中心。

鑽石結構形態

晶體是內部原子具有規則排列的固體，內部的有序排列導致外部一定的幾何形態。

單形

由同形等大的面圍成的封閉圖形。鑽石常見單形有：立方體、八面體、菱形十二面體等。

聚形

兩個或兩個以上多個單形按一定的對稱規律聚合在一起的圖形。鑽石常見聚形有：八面體、菱形十二面體等。

雙晶

兩個單體或多個單體按一定的對稱方式結合在一起，彼此間有結晶學關係（成核時即形成雙晶）。常見的雙晶有接觸雙晶、穿插雙晶。

鑽石雙晶晶體

鑽石的基本物理性質

解理

外力作用下，晶體沿結晶薄弱的方向裂開成平整、光滑平面的性質。

硬度

結構中無自由電子，無未結合的鍵（即使是表面也極少），C-C原子間間距短，共價鍵力強，由此形成高硬度特徵。

韌性和脆性

韌性是物體抵抗分裂的能力；脆性是物體受力破碎的程度。鑽石比玉石（硬玉、軟玉）韌性差，脆性大。

熱學性質

鑽石結構具有低的熱膨脹性及高的導熱性。無裂、無包裹體的鑽石，真空加熱1000℃以上再冷卻，仍然完好。

由於C原子輕，共價鍵力強，原子振動頻率高，等軸有序結構，各方向均勻快速散熱，使得鑽石在常見的非金屬寶石中具有最高的導熱性。

潤滑性

由於晶體表面未占用的鍵可與氣體分子結合，極性低的表面吸油比吸水的表面張力使其呈滴狀。