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09 钻石和炭是同一种物质真的吗（第1页）

09　钻石和炭是同一种物质，真的吗

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炭浑身黑黝黝的，易断又易开裂，但钻石却是像玻璃那样无色透明的，被称为是物质中最为坚硬的东西，这两个是同一种物质，这究竟是怎么一回事？

◎成分都是碳元素

钻石和炭当然不是同一个东西，两者是完全不同的物质。

但是它们有个共同点，那就是成分都是碳元素。

自然界中还有很多类似的物质。

例如，氧分子和臭氧分子虽然是完全不同的物质（气体），但它们都是由氧原子构成的，氧的分子式是O2，由两个氧原子组成；臭氧的分子式是O3，是由三个氧原子构成。

像这种由同一种原子组成，但性质不同的物质叫同素异形体。

碳的同素异形体有很多，像炭、石墨、钻石都是。

除此之外，20世纪末发现的足球状的球形富勒烯（C60）和长筒状的碳纳米管都是由单一碳元素组成的。

因此，炭、钻石、碳纳米管这些物质燃烧后都会变成二氧化碳（CO2）。

图1-11　碳的同素异形体

◎炭变成了钻石

1955年，人类首次人工合成了钻石。

美国的通用电气公司（GE）利用金属溶剂，在温度为1200℃～2400℃、压力为5.5万～10万大气压[1]的条件下，用原材料石墨（graphite）成功合成了钻石。

之后，钻石的合成技术不断发展，到了1996年，合成钻石的产量已经达到了4000万克拉[2]，几乎与用于工业用途的天然钻石的产量4400万克拉持平。

合成初期，得到的钻石颜色不透明，带黄褐色，但因为硬度与天然钻石一样，所以专门用于研磨材料和切割材料上。

◎璀璨夺目的合成钻石

现如今，人类不仅可以生产出跟天然钻石毫无二致的璀璨夺目的透明钻石，还可以生产出着了色的蓝色、粉色合成钻石。

[3]不仅如此，甚至还开发出了可以把宠物或者逝世的人的头发、骨灰做成钻石的技术。

有观点称，随着钻石的合成技术的普及，终有一天钻石的市场价格会大跌。

◎富勒烯的用途

富勒烯是在1985年由克罗托、斯莫利、柯尔[4]发现的，三人在1996年获得了诺贝尔化学奖。

当时富勒烯是通过碳素电极电弧放电合成的，1克的价格高达100万日元，现如今富勒烯已经可以进行以吨为单位的大量生产了。

富勒烯的用途非常广泛，主要可以用于有机EL[5]、有机太阳电池的有机半导体材料等科学领域中，也可用于个人护理用途，因为富勒烯有去除活性氧的作用，因此可以添加到化妆品中，甚至还可以添加到润滑油中等。

[1]1标准大气压（atm）=101325帕斯卡（Pa）。

[2]1克拉=200毫克。

[3]合成钻石的市场销售价格要比天然钻石便宜，因此有些企业会进行激光刻印，打上序列号，与天然钻石加以区别。

[4]全名：HaroldW.Kroto、RichardE.Smalley、RobertCurl.——译者注

[5]有机EL是aro-Luminesce的简称，意思是有机发光的电子板。

定义虽然很笼统，但是包含范围非常广，如有机发光二极管，发光聚合物等利用物理发光现象的所有有机物的统称。