一、钻石的基本性质
(一) 矿物名称
钻石的矿物名称是金刚石(Diamond)。在矿物学上属于金刚石族。也就是说宝石级的金刚石才能被称之为钻石,能够做首饰的金刚石才能叫“钻石”。
(二) 化学成分和分类
1.化学成分
众所周知钻石是单质碳(C),很多朋友在购买钻石时会开玩笑的说“不就是一小块碳,怎么这么贵”。哈哈,钻石之所以昂贵原因是多种多样的,相信大家阅读完本课堂之后就明白啦!
钻石由C组成,其质量分数可达99.95%,另外的0.05%我们称之为微量元素(相对于纯净的钻石可被称之为杂质元素)有N、B、H、Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S、惰性气体及稀土稀有元素,达50多种。然而这些微量元素决定了钻石的类型、颜色、物理性质以及价值。
(三) 钻石的晶体结构和常见晶形
1.结构(内部原子的排列方式)
钻石和石墨都是碳,那么有什么区别呢?
钻石是等轴晶系,具立方面心格子。
石墨,属六方晶系,具典型的层状结构,每层碳原子呈六方环状排列。
图a为钻石 b为石墨
由于钻石和石墨的结构不同,导致二者在晶体形态、物理化学性质等方面有很大的差异。
2.晶形(钻石晶体的形状)
钻石常呈单晶,常见单形有八面体,菱形十二面体和立方体,有时也呈聚形。
自然界产出的钻石因为生长空间的局限性晶体通常为歪晶,由于溶蚀作用使晶面棱线弯曲,晶面上可见四边形凹坑,菱形十二面上可见线理或显微圆盘状花纹。
2.分类
钻石中最常见的微量元素是N元素,N以类质同象形式替代C而进入晶格,N原子的含量和存在形式对钻石的性质有重要影响。同时也是钻石分类的依据。根据钻石内N原子在晶格中存在的不同形式及特征,可将钻石划分为如下类型。
N原子存在的具体形式属于科研范围,参阅系统宝石学131页。
世界上的钻石可以说99%都是属于Ia型,也就是说我们所购买的钻石基本上都是Ia型钻石,他们都略微带一些黄色调,或深或浅。而我们在拍卖行会见到一些蓝色粉色红色的钻石,它们就是II型钻石,蓝色是因为B而产生的颜色,红粉色是因为晶格内部的变形所致(晶格变形可以理解为下图 请不要理会文字描述,只理解图形的变化)。有疑问请联系我微信:yueqiL
(四)钻石的光学性质
1. 颜色
根据颜色钻石可分成两大类:1.无色—浅黄(褐、灰)色系列(又称开普系列)
2.彩色系列 (彩钻)
无色一浅黄(褐、灰)色系列:包括近无色到浅黄、浅褐、浅灰色。
彩色系列:包括黄色、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰色、黑色等。多数的彩色钻石颜色都会较暗,所以颜色眼里的彩色钻石是非常珍贵的。
那么我们来一个颜色一个颜色的看。
(1)无色钻石
钻石中几乎不含有其他微量元素,钻石打到纯净的C单质。钻石没有吸收可见光的任何能量。从而光线经过钻石后全部的反射出来,钻石呈现无色透明(珠宝术语往往无色也叫白色)。它属于IIa型钻石。
(2)黄色钻石
黄色钻石是钻石中最常见也是最多的,其产生黄色的原因是钻石中含有一定含量的N,含量的高低影响黄色的深浅。
(3)蓝色钻石
IIb型钻石含有硼,B原子存在于使得钻石会吸收绿色边缘的能量,使得光线经过钻石后投射出来的光是蓝色的。并且,含有B的钻石会使得原本不导电的钻石称为半导体,所以钻石有时候还会运用在科技领域哦~
最新发现不含B、不导电的灰蓝色钻石,它们的晶体中含有H,因此普遍认为H的存在是导致灰色、灰蓝色钻石呈色的主要原因。
(4)粉色、褐色钻石
此类钻石的颜色与其形成环境及运移过程中发生的塑性变形(导致晶体结构缺陷)有关。在引起晶格缺陷的同时,破坏了钻石内部结构的平衡,使钻石形成不同颜色,且钻石颜色的均匀程度也与塑性形变的均匀性有关。(变形不均匀可能会产生双色钻石哦~)
(5)绿色钻石
绿色和蓝绿色钻石通常是由于长期天然辐射作用而形成的。
(6)黑色钻石
黑色钻石的颜色可能因为其为多晶集合体、大量黑色内含物(石墨等)和裂隙造成的。