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
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。