初三化學小知識:鑽石與木炭,同是碳單質,為何差異如此巨大!

2020-12-03 江陰林老師

九十年代的非洲,販子阿徹在監獄裡得知漁夫手中有一顆極品粉鑽。兩個截然不同的人,因為一顆血鑽將命運聯結在了一起。(——選自電影《血鑽》)

2014年,蘇富比拍賣行以4575萬美元(≈3.2億人民幣)拍出一顆24.78克拉的粉色鑽石。如果電影中的這顆染血的粉鑽是真的,保守估計價值4億美金(≈27.7億人民幣)。在我們日常生活中,一個一般的1克拉的鑽石價格在就在4W-7W左右,別說那些品牌定製的了,動輒6位數起步。

鑽石是怎麼形成的呢?為何它如此的昂貴?

說到鑽石,就不得不提碳(C)這個元素。有的同學就要問了,跟碳有什麼關係?

因為鑽石是由金剛石雕刻而成,而金剛石是在地球深部,在高壓、高溫的條件下形成的一種單質晶體。

金剛石還是世界上最堅硬的物質,用途也是十分的廣泛,常用來裁玻璃等。「沒有金剛鑽,別攬瓷器活」就是這麼得來的。如果將金剛石塗抹在音響紙盆上,音箱音質會大大提升。

同學們絕對想不到,金剛石還是一種慢性du藥。在文藝復興時期,義大利豪門之間就流行過用金剛石粉末製作而成的du藥。當人服用這種粉末後,會粘到人的胃壁上。在胃的蠕動過程中,與之產生摩擦,久而久之就會形成胃潰瘍,不及時治療就會死於胃出血。

林老師再多給大家科普科普由碳元素組成的物質。

除了金剛石,還有一種平凡卻多能的碳單質——石墨石墨很軟,有滑膩感,我們生活中常用的鉛筆芯就是石墨製作而成。石墨還具有優良的導電性能,常被製成石墨電刷、石墨電極等等。

這個石墨還有幾個孿生兄弟,它就是木炭、焦炭、活性炭等。這幾個兄弟的用處可就不一樣了,廣泛應用於吸附毒氣和色素。特別是活性炭,常用於裝修後吸收甲醛等有害物質。大家家裡的純淨水過濾器中,也有活性炭的存在。

講了幾個正常的碳單質,林老師再給同學們說說另外一種獨特的碳單質——C60由於它的結構特別像足球,也稱它為足球烯。

這位兄臺可就厲害了,由60個碳原子構成,廣泛應用於超導、催化、材料、醫學等領域。

同樣是碳單質,為什麼有些成為鑽石,閃閃發光;而有些成為木炭,發光發熱;是什麼原因導致它們的性質存在如此巨大的差異呢?

最根本的原因還是組成其分子的碳原子排列方式不一樣,最終表現出不同的性質。總結而言就是物質結構決定性質,性質決定用途。

科普時間結束,接下來林老師就來講講大家最關心的問題,鑽石為什麼那麼的貴?

鑽石礦床的探尋往往要花上幾十年,甚至上百年的努力和勞動,耗資巨大。而且鑽石的開採難度可比一般的礦物大多了,人們需要深入地下開採鑽石,需要投入的人力、物力、財力隨之增加。鑽石原料的成本上升,到了售賣時,價格自然也不低。

鑽石商人總是強調鑽石稀有,所以價格才會昂貴。但其實,地球上鑽石的儲量十分龐大。1870年,南非曠工偶然之間發現了一個鑽石礦,以當時的開採能力,每年至少可以挖出好幾噸鑽石出來。

產量一大,鑽石自然而然就不值錢了。開放商可不會幹這虧本的事兒,全球幾大鑽石商商量了一下,打算聯合起來,成立戴比爾斯公司,世界上所有的鑽石礦就都在他們手中了,價格還不是他們說了算?

今天的內容到這裡就結束了,更多學習方法持續更新,喜歡記得關注一下。如有疑問,可以私信林老師。

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