钻石为何如此坚硬？

你也许不曾想到，黑色的石墨和亮闪闪的金刚石其实是由同一种元素——碳构成的，只是它们的外表和性质大不相同。
石墨的质地非常软，只要在纸上轻轻一划，就会留下灰黑色的痕迹，铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有自然物质中硬度最高的：人们用镶着金刚石的刀来切割玻璃，无不“迎刃而解”；钻探机的钻头上镶着金刚石，能大大加快向地下钻进的速度；金刚石还能用来加工各种硬度较高的金属。
石墨和金刚石都是碳元素构成的，为什么它们的性质相差如此悬殊呢？
原来，石墨中的碳原子是成层排列的，每层原子之间的A合力很小，就像一副叠起来的扑克牌，很容易滑动、散开。而金刚石中的碳原子是整齐排列的立体结构，每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子连接，构成一个牢固的结晶体，因而显得特别坚硬。
天然金刚石的产量很少，只有在非常高的温度和巨大的压力之下，地下熔岩里的碳才有可能形成金刚石。由于它产量少、价格贵，人们往往会利用高温高压来合成人造金刚石。

事实上，每颗钻石都是一整块单晶。一颗钻石通常含有大约一千万亿亿(1 000 000 000 000 000 000 000 000)个原子，排列组合成完美的金字塔结构。就是这个结构让钻石拥有如此特别的性质。电子在这个结构中被牢牢锁住，非常稳固，因此钻石才会以硬度著称。钻石很透明，但色散率 高得出奇，所以会让入射光分解为七色，产生耀眼的七彩光辉。

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