天然存在的最硬物質是什麽
天然存在的最硬物質是金剛石。
金剛石(diamond),俗稱“金剛鉆”,它是壹種由碳元素組成的礦物,是石墨的同素異形體,化學式為C,也是常見的鉆石的原身,金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質,石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石,金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具,也是壹種貴重寶石。
2018年12月,加拿大出土了壹顆重量高達552克拉的黃色金剛石,這使它成為了在北美洲發現的最大的壹顆金剛石;摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍,金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。
結構性質
金剛石結構分為等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系,在金剛石晶體中,碳原子按四面體成鍵方式互相連接,組成無限的三維骨架,是典型的原子晶體,每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成***價鍵,構成正四面體。
由於金剛石中的C-C鍵很強,所以所有的價電子都參與了***價鍵的形成,沒有自由電子,所以金剛石不僅硬度大,熔點極高,而且不導電。在工業上,金剛石主要用於制造鉆探用的探頭和磨削工具,形狀完整的還用於制造首飾等高檔裝飾品,其價格十分昂貴。