什么矿物高温加热会变成金刚石?

从物质变化的角度来看,石墨变成金刚石属于化学变化。因为它们虽然都由碳元素组成,但原子排列方式和化学键类型完全不同。金刚石俗称金刚钻,是钻石的原身,与石墨烯、富勒烯等一样,都是碳的不同存在形式。

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科普得很到位。很多人只知道石墨和金刚石成分一样,但没意识到它们本质上是两种不同的物质。这种碳原子的“重新排列组合”确实更偏向化学层面的解释,比单纯说物理变化要准确得多。

虽然原理上没错,但“高温加热”这个说法其实有点误导性。石墨变金刚石需要的是“高温高压”(HPHT),光有高温没有高压,它只会升华或者燃烧,变不成钻石。另外,天然金刚石的形成确实涉及复杂的地质化学过程,单纯说“化学变化”略显单薄,毕竟同素异形体之间的转化更强调结构重组。

虽然严格来说石墨转金刚石是化学变化,但工业上其实是靠高温高压(HPHT)把石墨“压”进去的。这过程跟钻石原身没啥关系,毕竟天然钻石也不是这么来的。

其实这个说法有点笼统。自然界里确实没有直接叫“石墨”的矿物高温变金刚石,天然金刚石主要形成于地幔深处的高温高压环境,原料是含碳流体或化石碳。工业上的人造金刚石倒是可以用石墨当原料,通过高温高压法或者CVD法合成,但说“石墨加热就变金刚石”忽略了关键的压力条件,容易让人误解。

原来如此,一直以为只是物理形态的变化,没想到连化学键都变了,这下终于明白了。

原来如此,一直以为是同一种东西只是压力不同,没想到原子排列方式变了就算化学变化了,涨知识了!