金刚石晶胞平均含几个原子

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精选答案

4个

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamond cubic lattice structure)，原型是金刚石。金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体，故单胞内原子数为5。具有金刚石结构的晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α-锡等。

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小小环保工程师

在晶体学中，金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构(diamond cubic lattice structure)，原型是金刚石。金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体，故单胞内原子数为5。具有金刚石结构的晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α-锡等。

金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系。

在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，金刚石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造首饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

金刚石结构与闪锌矿结构(zincblende structure)非常相似，不同之处在于，构成闪锌矿结构的两个面心立方点阵上的原子是不同种类的，例如Zn和S, 而构成金刚石结构的原子是同种类的。闪锌矿结构的堆积率随两种原子的相对大小而变。

金刚石与石墨同样由碳原子构成，是同素异形体。由于碳原子的结合方式不同，两种物质的性质迥异。石墨中的碳原子是按sp2杂化的方式形成共价键的，在一个平面上以共价键结合成蜂窝状结构，层与层间靠比较弱的范德华力结合。同一层内碳原子之间的结合比金刚石还强，所以石墨的熔点比金刚石更高。但层间结合较弱，很容易发生滑移，所以硬度很低。石墨中碳原子的4个价电子中的3个形成共价键，另外一个价电子在晶体中形成大键，可以沿石墨层导电。

金刚石与其他的碳同素异型体之间的差别也是有碳原子结合方式的不同而引起的。

由于金刚石晶体中“碳碳键”即C—C键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，这是造成金刚石硬度很大的原因。同时，也决定了金刚石熔点极高，达到了3550℃，并且不导电。

地球上的金刚石，是碳在地球内部高温高压的条件下，经历了亿万年的地质运动形成的。其中，六方金刚石藏于陨石之中。而更多的金刚石则是通过人工合成的。

金刚石与人类的生活、生产十分密切。在工业上，金刚石主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具。而形状较为完整的金刚石，往往用于制造象征爱情的首饰，比如钻戒等高档的装饰品。