為什么金剛石特別堅硬？

馬前卒

你也許不曾想到，黑色的石墨和亮閃閃的金剛石其實是由同一種元素——碳構成的，只是它們的外表和性質大不相同。

石墨的質地非常軟，只要在紙上輕輕一劃，就會留下灰黑色的痕跡，鉛筆芯就是用石墨制造的。金剛石是所有自然物質中硬度最高的：人們用鑲著金剛石的刀來切割玻璃，無不“迎刃而解”；鉆探機的鉆頭上鑲著金剛石，能大大加快向地下鉆進的速度；金剛石還能用來加工各種硬度較高的金屬。

石墨和金剛石都是碳元素構成的，為什么它們的性質相差如此懸殊呢？

原來，石墨中的碳原子是成層排列的，每層原子之間的結合力很小，就像一副疊起來的撲克牌，很容易滑動、散開。而金剛石中的碳原子是整齊排列的立體結構，每個碳原子都緊密地與其他4個碳原子連接，構成一個牢固的結晶體，因而顯得特別堅硬。

天然金剛石的產量很少，只有在非常高的溫度和巨大的壓力之下，地下熔巖里的碳才有可能形成金剛石。由于它產量少、價格貴，人們往往會利用高溫高壓來合成人造金剛石。