钻石是从煤炭中取出来的,这种说法有什么科学依据?
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。
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。
主要成分一样,都为碳。
煤其主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其它元素。硫是煤最主要杂质之一,其通常以硫化物之形式出现于煤的燃烧生成物中。于某些国家,例如美国已设立规范管制硫化物之排放量,因除去此类有害杂质花费不低,故政府均奖励生产低硫煤以减少污染。
而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,是指经过琢磨的金刚石。
扩展资料:
煤炭的优缺点:
优点:煤炭资源量丰富,且因世界各地都有煤炭矿藏,因此开采及供给皆很稳定,价钱也较石油及天然气便宜。
缺点:煤炭的发热量比石油或天然气小,煤炭在燃烧时,所排放出的二氧化碳量高于石油及天然气。产量有限,是不可再生能源。
参考资料来源:百度百科-煤
参考资料来源:百度百科-钻石
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。
勘探难以获得钻石的钻石矿藏通常需要几十年甚至几百年的艰苦工作和劳动。一些粗略的统计数据显示,要获得1克拉(0.2克)的抛光钻石,大约需要挖掘250吨矿石。因此,钻石矿藏的开采可以说是一项巨大的工作。无论是露天开采还是地下开采,投入的人力物力都是不可想象的。
钻石的价格从粗金刚石原石到璀璨的细金刚石不等,要经过许多步骤:设计划线、劈钻、锯钻、车钻、磨钻、清洗和分级等。然而,许多小程序也包含在每个步骤中。每个项目都需要精湛的工艺和丰富的经验,如果不小心,成千上万人的共同努力将被摧毁。
一些世界著名钻石的加工通常只需要几个月的设计时间,更不用说切割和研磨时间了。例如,世界著名的钻石库林南钻石由三名技术熟练的工匠组成,他们每天工作14小时,用8个月的时间完成。钻石作为宝石,其自身的魅力必须包含美、耐久性和稀有性三个要素。钻石是唯一硬度最高、折射率强、色散高的宝石,是其他宝石无法比拟的。
钻石的高折射率和高色散使其具有其他宝石所没有的明亮的火彩。这也是它美丽的最大源泉。切割打磨的钻石耀眼夺目,美丽动人。很少有人能抵挡钻石的诱惑。钻石在人们心中的地位和人们对钻石的热爱也是钻石价格居高不下的主要原因。钻石在人们眼中意味着财富和权力,它的英文名字钻石来自希腊语亚当斯(意为“无敌”)。拿破仑将钻石镶嵌在战场的刀柄上,因为他相信钻石可以将它们的不可摧毁性传给他。希伯来人也有在胸甲上镶嵌钻石的传统。在古罗马,人们崇拜钻石,因为钻石是权力的象征。据说当时只有皇家贵族有权佩戴钻石。即使在现代,钻石也有这个意思。例如,英国女王的王冠和权杖大部分镶有大钻石,而其他西方国家的女王几乎手里都有钻石王冠。
就是由于碳原子经过超高压等复杂变化而形成的~就是说你买块煤炭再经过超高压的复杂过程就能边成人工钻了~所以也不一定在煤炭下面行成的~而且自然形成需要的时间过长~一般煤炭下面都很少有砖石~
现在用石墨也能制造成钻石哦~不过人工钻的体积很小不能达到自然形成的那么大~
而且钻石+热到800度烧个30分钟就会变回原始碳~消失了哦~(其实就是变"烟"飞走了~
物质可以由相同的元素组成,但结构不同。因此,不同的属性。因此,钻石像煤一样,都是基于碳。钻石会燃烧吗?
需要很多热量水,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。
这是怎么发生的?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。