钻石结构(钻石组织结构)

钻石结构图片

钻石是“金刚石”

钻石（厅裂英文：Diamond），化学和工业中称为金刚石。钻石是碳元素组成的无色晶体，为目前已知存在的第二最硬物质。

金刚石的用途非常广泛，硬度极高且导热性极高，用于沙纸、钻探、研磨工具之上，可以用来切削和刻画其他物质，以及大型集成电路等散热板上。

然而，自从1955年GE通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，而现在的细小颗粒的合成钻石已经较同级天然钻石便宜，所以天然钻石的工业价值已经完全消失；目前天然钻石的主要用途已经仅限于首饰与观赏。

扩亮槐展资料：

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钻石，在钻石晶体中，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。

由于钻石中的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，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻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。

钻石的摩氏硬度为10；由于在自然界物质中硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度敬伏友为3.52g/cm3，折射率为2.417，色散率为0.044。

参考资料来源：百度百科-钻石

钻石结构化学式

钻石是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。

钻液首石和石墨都属于碳单质，二者的化学式都是C，在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。

钻石和石墨的化学性质完全相同，但钻石和石墨不是同种物质，它们是由相同元凳段素构成的同素异型体。所不同的是物理结构特征。

扩展资料

钻石的化学性质

钻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，是指经过琢磨的金刚石。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，为目前已枣埋誉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。

钻石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。

参考资料来源：百度百科-金刚石（纯碳组成的矿物）

钻石结构式

钻石的主要成分是碳(C)，含C量96%-99.9%。

即使很纯净的钻石也含有0.001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、辩巧灶Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N等。除N以外，其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在，钻石中常含有磁携扮铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。

钻石结构形态

1、单形

由同形等大的面围成的封闭图形。钻石常见单形有：立方体、八面体、菱形十宽悄二面体等。

2、聚形

两个或两个以上多个单形按一定的对称规律聚合在一起的图形。钻石常见聚形有：八面体、菱形十二面体等。

3、双晶

两个单体或多个单体按一定的对称方式结合在一起，彼此间有结晶学关系（成核时即形成双晶）。常见的双晶有接触双晶、穿插双晶。

钻石结构的晶格常数a为0.357nm,但他转变为

提问不明确。下面是在网上搜索的关于

金红石

型TiO2的一些基础知识。如果你想仔细分析TiO2的晶体结构，可以看看一些书籍，比如

《结晶学与矿物学》

。还有一个很好的网站，应该是在国内晶体学方面做得最好的：

http://www.crystalstar.org/Index.html

。

金红石（Rutile）

TiO2

[晶体化学]常含Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Sn4+等类质同像混入物，有时含Cr3+或V3+。多为异价替代，常见方式有2Nb5+(Ta5+)+Fe2+—3Ti4+，Nb5+(Ta5+)+Fe2+—Ti4++Fe3+等。当Nb5+或Ta5+以1:1的方式替代Ti4+时，可能会导致晶格中的

阳离子

缺席。

富铁变种称为铁金红石；富含Nb、Ta的变种，当Nb>Ta时称铌铁金红石；Ta>Nb时称钽铁金红石。

[结构与形态]四方晶系，a0=0.458nm，c0=0.295nm；Z=2。金红石型结构，为AX2型化合物的典型结构。O2-作近似六方最紧密堆积，Ti4+填充其半数的八面体空隙。Ti4+占据晶胞的角顶和中心，Ti与O分别为6次和3次配位，[TiO6]八面体共棱联结成∥c轴的链，链间八面体共角顶。

三种同质多像变体金红石、板钛矿、锐钛矿的结构都由[TiO6]八面体组成。所不同的是，在这三种结构中[TiO6]八面体分别共两棱、三棱和四棱。根据鲍林法则，配位多面体共棱、共面会降低结构的稳定性，因此，三种变体中以金红石分布最广。

复四方双锥晶类，D4h-4/mmm（L44L25PC）。常具完好的四方柱状或针状晶形。常见单形：四方柱m{110}、a{100}，四方双锥s{111}、e{101}，有时见复四方柱r{320}、h{120}和复四方双锥z{321}。晶体常具∥c轴的柱面条纹。常以（011）为双晶面成膝状双晶、三连晶或环状双晶；针状、纤维状晶体有时作为包裹体见于透明水晶中。有时成致密块状集合体。晶形与形成条件有关。在伟晶岩中，常呈双锥状、短柱状；而在金红石-石英脉中，快速结晶时则为长柱状、针状晶形。

[物理性质]常见暗红、褐红色，黄、桔黄色者稀见，富铁者黑色；条痕浅黄至浅褐色；金刚光泽，铁金红石半金属光泽。解理∥{110}完全，∥{100}中等；裂开∥{092}和{011}。硬度6~6.5。性脆。

相对密度

4.2~4.3，富铁或铌、钽者可增高至5.5以上。

偏光镜

下：大多为浅红、淡黄、紫色。多色性不显著。No黄至褐黄色；Ne褐黄至黄绿色。含有Nb、Ta、Fe的变种颜色变深，多色性显著。一轴晶(+)。No=2.616，Ne=2.903。人工合成纯金红石，No=2.605，Ne=2.901。

[产状与组合]一般在高温下形成。最主要产状为热液金红石－石英脉型和伟晶型。歼拆袭在伟晶型中可成巨晶。在区域变质过程中，金红石常由含钛矿物（如钛铁矿）转变而成，见于角闪岩、榴辉岩、

片麻岩

和片岩中。金红石

化学性质

稳定，因而常发现于砂矿床中。

[鉴定特征]四方柱晶形，膝状双晶，带红的褐色，柱面解理完全为其特征。

[工业应用]主要用作颜料工业、光学材料、宝石原料，以及制作介电陶瓷等。

颜料工业：以其制取的纯TiO2粉称钛白粉。金刚光泽。一轴晶(+)，高

折射率

，No=2.605~2.613，Ne=2.899~2.901。高反射率：Ro:21.0~21.1(470nm)，19.8~20.0(546nm)，19.4~19.6(589nm)，18.8~19.1(650nm)；Re:24.0~24.6(470nm)，23.0~23.5(546nm)，22.3~23.0(589nm)，22.0~22.6(650nm)。高

介电常数

和明显的介电各向异性，介电常数k在∥c轴为173，⊥c轴为89。钛白粉具有高白度、高折射率和散射能力，在白色颜料中占90%以上，主要用于涂料、造纸、橡胶工业，占总消费量的85%以上。其中涂料用钛白粉约占钛白氏兄粉总消量的1/2。钛白粉对紫外光波段具有强吸收效应，常用作防晒化妆品的添加剂。此外，钛白粉还用于化学纤维、玻璃、陶瓷工业。

TiO2颜料分为御戚金红石型和锐钛矿型。前者为微淡色泽，相对密度3.9~4.2，折射率2.71，吸油率16~48g/100g，平均粒径0.2~0.3μ；后者为冷蓝白色，相对密度3.7~4.1，折射率2.55，吸油率18~30g/100g，平均粒径0.18~0.3μ。

光学材料：金红石单晶具有特殊的透光性能。在波长1~5μm范围内的折射率为2.5~2.3，大致相当于常用探测器材料（Ge、Si、InSb、PbS等）和空气折射率的

几何平均值

。故作为元件窗口或前置透镜时可使反射损失显著减小。2mm厚的单晶薄片在0.43~6.2μm波长范围内是透明的。300nm厚的金红石单晶薄膜能将

可见光

反射掉42%，透过57%，可作无损而又耐久的分束器。

其它应用：金红石具高介电系数，可以耐10(12)频率级的超高频。含TiO2的陶瓷是一种优良的高频

介电材料

。金红石还是一种重要的高温隔热涂层材料。作为隔热材料使用时，要求矿物纯度高，结构为金红石型，铁杂质含量低，晶格常数较大，反射率较高，辐射系数较低，微波介电常数较高，介电损耗较低。美观的金红石单晶可作宝石。

钻石结构的晶格常数a为0.357nm

在材料科学研究中，为了便于分析晶体中粒子排列，可以从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元（通常是最小的平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞，晶胞不一定是最小的重复单元，其一般是原胞（一般认为原胞是组成晶体的最小单元）体积的整数倍。三维空间中的晶格一般有3个晶格常数，分别用a,b和c来表示。但在立方晶体结构这一特殊情形下，这3个常数都相等，故仅用a来表示。类似的情形还有知枣六方晶系结构，其中a和b这两个常数相等，因此我们只用a和c。一族晶格常数也可合称为晶格参数(latticeparameter)。但实际上，完整的晶格参数应当由3个晶格常数和3个夹角来描述旦蚂。例如，对于常见的金刚石，其晶格常数为a=3.57Å(300K)。这里的晶胞是等边结构，但是仅从晶格常数并不能推知金刚石的实际结构。此外，在实际应用中，通常给出的平均晶格常数。在晶体的表面，晶格常数是受表面重建，其平均值的偏差的结果。这种偏差是特别重要的纳米晶体由于表面纳米晶核比大。随着晶格常数的长度尺寸，其SI单位是米。晶格常数通常在几埃的顺序（即零点几纳米）。晶格常数可以使用的技术，如X射线衍射和原子力显微镜测定。在外延生模猛埋长，晶格常数是衡量不同材料之间的结构相容性。晶格常数匹配的其他材料的薄层的材料的成长很重要；当常数不同，菌株引入层，防止厚层外延生长无缺陷。

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