煤的成分和钻石是一样的吗

钻石的主要成分是金刚石，煤炭的主要成分是石墨，而金刚石和石墨的成分都是碳。所以才会说钻石是从煤炭中取出来的。

石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。

金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。

石墨和金刚石的硬度差别如此之大，但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石，因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳，不是那么容易的。十八世纪后期，人们就开始寻找合成的途径，直至本世纪中叶。1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石，至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件的仪器装置。石墨在5-6万大气压（（5-6）×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金刚石。

主要成分一样，但是形成条件不一样，所以导致其物理性能具有巨大差异。

相信大家很难相信暗棕黑色的煤块和闪闪发光的钻石之间的关系，但它们之间都是由碳组成。那么，为什么他们看起来不同？是否有可能从煤的变成钻石？让我们来了解一下。

大家都知道碳是地壳中最丰富的元素之一。它被发现在不同的同素异形体（结构不同）的形式，大致可归类为无定形和结晶。最常见的无定形形式的碳是煤，焦炭，木炭，石墨及钻石，而众所周知的结晶形式的这些元素。而这些晶体结构，其中发现了石墨或钻石。

如果煤，钻石和石墨都是由碳组成，那么为什么他们看起来不一样？答案是石墨和钻石中碳原子的排列不同，造成他们完全不同的外观。虽然在一个六角形的构成的石墨中，碳原子的排列的钻石中，每个碳原子与其他四个四面体的构成。因此，石墨呈现状片材层叠的，在钻石中的碳原子数可以形成一个金字塔状结构。而扁平的石墨片材可吸收不同波长的光，因此是不透明的黑色。

在金字塔状结构中的碳发现钻石，是透明的，闪闪发光的。煤，它是一种无定形形式的碳，不完全是纯碳。除了由碳，腐烂的植物和动物材料，已被压缩了数百万年，在地壳中含有复杂的有机分子。煤炭受到各种改变其化学成分的地质过程形成石墨。这个过程需要合适的条件和数百万年发生。钻石形成深地球内部，其中的温度和压力都非常高。它们被熔融岩浆输送到地球表面上。

钻石

约45亿年前，地球诞生不久，钻石就孕育在地幔中，也就是地表下161千米处，一个非常复杂的地方，那里很热，温度高达1300度，压力也很大，约4500-60000个大气压。在这样的高温、极高气压及还原（缺氧）环境下，碳原子才结晶成为珍贵的钻石。这种条件极其罕见，所以地球数十亿年形成的钻石资源珍稀有限。

经过岁月悠长“炼狱”般的洗礼，随着火山剧烈爆发，才有机会让沉睡亿年的美丽重现人间。火山喷发，让岩浆像一台升降机一样，携带着160公里深处的钻石及其他岩石和矿物，一起向上穿过地幔，冲破地壳，来到地表。它们以钻石毛坯（原石）的形式，被人类发现和开采。

不是所有的钻石原石，都能成为首饰级钻石。在开采出的金刚石中，平均只有20%达到宝石级，而80%只能用于工业。要得到1克拉钻石的原石，需要250吨的金伯利岩，而且最终也只能打磨出大约20至50分的钻石成品。

煤炭

而碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。

钻石和煤炭主要是两者形成的环境不同：钻石形成环境需要有高温高压以及环境骤变；而煤炭形成环境需要及其稳定的、还原性的环境。

碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。 碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内绝大多数分子都含有碳元素。

矿藏形式

碳既以游离元素存在（金刚石、石墨等），又以化合物形式存在（主要为钙、镁以及其他电正性元素的碳酸盐）。它以二氧化碳的形式存在，是大气中少量但极其重要的组分。预计碳在地壳岩石中的总丰度变化范围相当大。

自然界中的循环：

在地面条件下，一种元素从一处到另一处是很罕见的。因此，地球上的碳含量是一个有效常数。碳在自然界中的流动构成了碳循环。

毒理性质：

纯碳具有极低的对人体的毒性，并可以处理，甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地摄取。碳可以抵抗溶解或化学侵蚀，例如，即使是面对消化道内的酸性物质。因此它一旦进入人体组织后可能会无期限存留。吸入大量煤炭（或炭黑）粉尘或烟尘是危险的，它们会刺激肺组织，并引起充血性肺病煤工尘肺。相似的，金刚石磨粉被误食或吸入也会有危险。

桌上摆着一块光彩夺目的钻石，墙角的火炉边并放有一些煤炭。

煤炭们哀声叹气：“唉！为什么我们天生身体黑？天生没价值？天生这副德性？唉！”钻石听了很不忍，便开口安慰道：“同胞们，别难过了嘛！”

煤炭们一听，七嘴八舌回答“同胞？不会吧！我们是同胞？我们可不像你天生好命，材质非凡呢！别挖苦我们了！我们怎么可能是同胞？”

钻石回答：“真的，我没骗你们，我们可是远房亲戚呢！咱们的成分都是‘碳’，难道不是同胞吗？”

煤炭们叹惜道：“天啊！老天真是不公平！为什么我们的命运差那么多？”

钻石慢慢地说：“这是因为�D�D我在地底时随到了很大的压力，再者，我没有像各位那么早出土，我选择在地下多待了好几千年，所以我们后来的样子会不同。()这就是为什么同样都是碳构成的差异却如此之大的原因了！”

人生哲理：

在这则故事的最后，钻石所告诉煤炭亲戚们，也教导了我们两个重要的人生功：

1、只能受到住压力，否则不易成功。

2、人要懂得“该出头时再出头”，不要浮躁、冒失地强出头，太急于表现，太急于出“土”，惯于太早秀出自己不成熟的意见、表现，将来您的价值不过是块煤炭；在土里多待一会儿，学习稳重一点，内敛一点，谨慎一点，该出头时再出头，该发言时再发言，该表现时再表现，则将来您　有可能就是块“钻石”。人生的价值会是“煤炭”亦或是“钻石”？在于你如何面对压力，以及能否不毛躁、不冒进。

励志钻石

仅通过“煤是一种富含碳的物质而钻石也是由碳组成的”这一点就下结论说钻石和煤有关系这真是一个极大的谬论。

钻石是在处于地球外壳之下的岩浆里经受了非常高的压力后形成的并且经常和南非的火山联系在一起很久以前地球内部的岩浆从那里的火山中心通道中“脱逃”出来。历经无数个世纪后这种岩浆遭受了极高的压力越来越多的矿层压在了它的顶部。实际上就是这种压力将岩浆压缩成非常坚固和高价的钻石。

煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。在很久以前煤最初是以一种泥炭的形态沉积的但在地底深处埋藏和地底增高的温度导致了物理和化学的变化面生成了煤。

因此煤和钻石两者确实都含有碳也都是在一个非常高的压力下形成的，但是它们是完全不同的物体。而且煤实在是太不纯了即使也有惊人的压力施加于它之上也无法形成完美的钻石。

水，蒸汽，冰具有相同的分子式。到处都有两个氢原子和一个氧原子。但是这些物质的性质是不同的，因为分子中的这些原子和分子本身是以特殊的方式排列的。对于主要由碳组成的物质，即煤和钻石，也是如此。太不同了！

人们认为钻石是地球上最坚硬的物质之一。但是科学家知道，在特殊条件下，它也可以燃烧。钻石珠宝可以证明这一点，有时在烈火中会严重损坏珠宝。珠宝商即使不小心操作燃烧器也可能损坏物品的外层。她当然不会起火，但是会变得很阴沉。

专业人士知道这种固体可以在什么条件下燃烧。这是足够的氧气和高温。如果进行实验的房间在室温下包含普通空气，则必须将钻石加热到至少900摄氏度的温度。煤炭将以667度点火，而木材则需要300度点火。

有关该过程的更多信息。随着温度连续升高，钻石最初变成红色，然后变成白色。俗话说：白热化。在这种状态下，他获得了与周围大气元素发生反应的能力。

温度使一些表面碳变成气态。该挥发性悬浮液与氧发生化学反应，在出口处产生一氧化碳，一氧化碳由碳原子和氧原子组成。该反应伴随着放热，它变得越来越多，因为在第二阶段中不仅碳，而且一氧化碳也与氧气反应。

但是，上述具有初始参数的反应不会产生明火。因为家用空气中的氧气含量不超过22％，所以会发光，不会燃烧火焰。对于完全燃烧钻石的实验，需要100％的氧气。但是即使那样，它也不会燃烧成灰烬，因为通常包含在其中的杂质会干扰它。