金刚石是由哪些元素构成的？

古希腊大哲学家培多克利斯说，金刚石是由土、气、水、火4种元素组成。按照印度科学家的说法，它构成的要素有5种，即土、水、天、气和能。1704年，牛顿对此作了系统的研究，指出金刚石的可燃性。罗蒙诺索夫更预言，金刚石之所以非凡坚硬，主要是因为“它是由紧密联结点组合成的”。1772年，法国化学家拉瓦哥将一颗金刚石加热使之燃烧，结果发现，它燃烧时所产生的气体就是二氧化碳！因此，拉瓦哥指出了金刚石和碳的关系。这种结论令人不可思议，如此高贵的金刚石竟与“低贱”的碳存在着密切的关系。

直到1796年，英国化学家耐特才作出金刚石是纯净的结论。至于金刚石来自何方，在科学界更具争议。最初人们大多认为，金刚石是来自地下的矿石。因为早期的金刚石多采自砂矿床。1870年在南非开普省北部找到世界上第一个原生金刚石矿床，该地就是以当时英国殖民大臣金伯利勋爵的名字来命名，这就是后来的金伯利城。后来，地质学家在矿区发现，金刚石的成矿母岩是一种无论是矿物成分还是性状都与一般的岩石有着很大的不同。于是，在1887年，英国人路易斯最早将金刚石称为金伯利岩。

后来，人们在世界各地相继发现了一些类似金伯利岩的矿物。因为这些在性状和矿物组成等方面与金伯利岩相似的岩体，并认识到金伯利岩是原生金刚石矿床的惟一成岩母矿。这是一种基质不含长石偏碱性超基性岩，主要成分为橄榄石，多具角砾状或斑状结构。因此，金刚石又被称作角砾云母榄岩，岩体通常呈漏差别形的岩筒（又名岩管或火山颈）或脉状岩石。

金刚石是碳单质，直接由碳原子构成。碳原子以共价键结合，空间呈正四面体结构，熔沸点高，硬度大，无色透明。金刚石，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。

金刚石化学性质

金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为已知自然存在最硬物质。

由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

金刚石结构性质

金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系。

在金刚石晶体中，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。由于金刚石中的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，所以金刚石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，金刚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。

金刚石由碳元素组成，碳原子以共价键结合，空间呈正四面体结构，熔沸点高。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。金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些黄色，这主要是由于金刚石中含有杂质。

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