金刚石的晶体结构是什么？

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构（diamond cubic lattice structure），原型是金刚石。在金刚石晶体中，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。

金刚石立方晶体结构中最小的碳环是六元环，最小的闭合碳环是十元环。闭合的十元碳环非常重要，它是构成晶胞的主要碳环，它的6个碳原子位于晶胞的6个面心，其余4个位于晶胞的内部，而另一个碳原子是晶胞的4个顶点。4个顶点的对角点就是四面体的另外4个顶点，十元环的对角线就是晶胞的棱长。

由于金刚石中的C-C键极强，所以金刚石硬度大，熔点极高；又因为所有的价电子均被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电。

扩展资料：

一、工业用途

由于金刚石的硬度极高且导热性极高，用于沙纸、钻探、研磨工具之上，可以用来切削和刻划其他物质，以及大型集成电路等散热板上。

然而，自从1955年通用电气透过高温高压获得人造金刚石的技术后，科学家会利用高温高压制成金刚石微粒，而现在细小颗粒的合成钻石已经较同级天然钻石便宜。故此，天然钻石的工业价值已经完全消失，目前的主要用途已仅限于首饰与观赏。

二、观赏用途

金刚石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，称作钻石。巨型的美钻往往价值连城。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更高；目前最昂贵的有色钻石，要属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。

参考资料：新华网-晶体的世界之金刚石的前生今世

金刚石是典型的原子晶体，在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子。每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，键长为1.55×10-10 m，键角为109°28′，构成正四面体。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。

金刚石的晶体结构

由于C—C键的键能大(为347 kJ/mol)，价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中最坚硬的固体，熔点高达3550 ℃，并且不导电。

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构（diamond cubic lattice structure)，原型是金刚石。金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体，故单胞内原子数为5。具有金刚石结构的晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α－锡等。

金刚石

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金刚石（diamond），俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。

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

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