蕙风轻扬
本博客文章皆系原创。
钻石会自动地转变成“铅”吗？
--“碳的同素异晶体”浅谈（一）
Wisewind
你可曾想过，或者你是否相信：你拥有的那颗坚硬无比，熠熠生辉的钻石，有朝一日会自动地转变为一粒软软的，灰黑色的，像铅笔笔芯那样的“铅”吗？
你一定以为这是“天方夜谭”！
但是，很不幸地，这个转变是必然会发生的！
碳的存在形式
碳是构成地球上生命体的基本元素之一。碳以许多不同的形式存在--包括单质或化合物。煤，石油及动植物，包括我们人类的身体都是碳的化合物的例子。
碳原子可以以不同的方式排列从而形成不同的单质，这些单质称为碳的“同素异晶体”。金刚石和石墨是碳在自然界存在的最著名的两种“同素异晶体”。
石墨
石墨是最软的矿物之一。十五世纪时，石墨矿被发现，当时的人并不知道石墨的成分，就称石墨为“黑铅(black lead)”（图1）。
图1 天然石墨矿块（通常含各种杂质）。
十五世纪末，英国有人将石墨粉与黏土混合，再灌入两片半圆型的木管中制成“铅笔”，并沿用至今。
直到1779年，科学家才知道石墨原来是碳元素形成的的一种单质。
石墨是片层状结构，片层内碳原子排列成六方晶格。每个碳原子以三个共价键与其它碳原子结合（图2），因而每个碳原子的四个外层电子中都有一个电子剩余，成为自由电子，可以在同层中活动。片层之间以较弱的分子作用力相结合，可以相对滑动。因此石墨导电性良好而硬度很低。
图2 石墨中的片层，以及每个片层中碳原子的六方点阵结构。
石墨广泛应用于电极，坩埚，电刷，润滑剂，铅笔，石油化工、化肥、原子能、电子等领域。
金刚石
金刚石是人类迄今所知的硬度最高的物质。原生金刚石是距今约10亿-30亿年前，在地下130—300公里深处，在摄氏900—1400度高温，以及4万5千--6万个大气压下结晶而成的（图3）。绝大多数金刚石是无色透明的晶体，有些因含有微量杂质或晶格缺陷而呈蓝，黄，棕，绿，紫，粉红或橙色。
图3 天然金刚石块。
金刚石经过切割琢磨而成钻石。钻石以它通明剔透，清冷高贵的光辉形象，傲视所有其他珠宝而成为饰品至尊和女士们的最爱（图4）！
图4 通明剔透，晶莹闪光的钻石。
人类发现和认识金刚石的历史超过3000年，但是，直到18世纪末，人们才发现身价高贵的金刚石，竟然和石墨一样，属于碳的同素异晶体。
金刚石属于面心立方晶格。每个碳原子位于一个正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上（图5）。每个碳原子以四条共价键与它周围的四个碳原子紧密结合，这是一种特别紧凑的原子排列方式。由于每个碳原子的四个外层电子都被共价键束缚住，使得晶体中没有自由电子。所以，金刚石是自然界中最坚硬的固体，并且不导电。
图5 金刚石中碳原子的点阵结构。
金刚石中碳原子之间的距离比石墨中的小。这是因为形成金刚石时特别高的温度和特别高的压力使碳原子排列得比石墨中更为紧凑。
自从发现金刚石和石墨都是碳的同素异晶体以后，制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。
20世纪中叶以来，人们尝试模拟自然过程，成功地使石墨在摄氏2000度高温和5万5千个大气压的特殊条件下转变成金刚石。
目前世界上已有十几个国家包括中国成功制造出金刚石，产量已远远超过天然金刚石的产量。但这种人造金刚石颗粒很细，主要作工业用途。
金刚石不仅可以加工成价值连城的珠宝，在工业中也大有可为。广泛用于切割、磨削、钻探领域及电子工业。
石墨是碳在自然界中最稳定的一种单质。当高温高压使石墨转变为金刚石时，会伴随着体积的缩小。这也意味着，与石墨相比，金刚石属于“自由能较高的状态”，是“碳的亚稳定态单质”。
根据热力学定律，“系统会自发地由自由能较高的状态向自由能较低的状态转变”，因此，在自然条件下，金刚石会自发地慢慢转化为石墨！
想象一下你拥有的那颗熠熠生辉，价值不菲的钻石将转化为一粒软软的，灰黑色的，几乎分文不值的石墨！这是多么令人心痛和扫兴的事情啊！
所幸的是，这个“金刚石转化为石墨”的过程在自然条件下是如此缓慢，也许需要数万年，甚至数百万年才能完成。
所以拥有钻石的女士可以不用担心：你基本上不太可能看到你的晶莹闪光的钻石自动变化为一粒灰黑色石墨的那一天！
---End
谢谢解疑。
想想加工成一个十几、几十个面的成品钻石应该是很不容易的。
金刚石虽然是最硬的物质，但韧性并不好，在锤击下会沿解理面破开。所以说是“切割”，实际在古代就是“敲破”。由经验丰富的技师在金刚石表面做标记，然后以另一颗钻石沿分割线削一个凹痕，再把劈刀放在凹痕上，以手捶在劈刀上以合适的力敲击，使钻石沿纹理方向劈成两半或多块。用此方法，有相当高比例的金刚石会被打碎。
现代技术大有进步。对于大多数并不适宜劈开的金刚石，通常用在边缘涂有金刚石粉及润滑剂的磷青铜圆片锯切开。
另外，现代激光技术被引入金刚石切割，大大提高了钻坯的加工效率及成品率。
劈开或锯开的钻坯再进行打磨、成型，仍然是用钻石打磨钻石。就是将钻坯固定在车床上并使其高速旋转，然后用另一臂杆上的钻石对转动中的钻坯进行打磨。在古代大概只能用金刚石粉，以手工研磨了。
最后，现在已经可以制造出比金刚石更硬的“纳米晶金刚石”，也可用于研磨天然金刚石。
还有一个问题,钻石既然是最硬的物质,就意味着什么东西都切不动它.
那切割打磨钻石用什么材料用什么方法?尤其在古代?
"那些被挟带进岩浆，并处于岩浆流的表面，在接触到空气时温度仍然高达摄氏850度以上的金刚石肯定将被烧毁而变成二氧化碳。"
可惜的,啧啧! 老天爷暴殓天物, 多留点多好.
金刚石的熔点是摄氏3550度；金刚石在一个大气压及绝氧条件下摄氏2000--3000度转变为石墨；金刚石在空气中的燃点为摄氏850～1000度。
地心熔岩冲向火山口的过程中会挟带新的熔岩，熔点高而依然是固体的岩石块，挥发物，暂停晶体和气泡等，形成岩浆。岩浆温度在摄氏600度至1600度之间。
显然，在岩浆温度范围内，被挟带进岩浆的金刚石既不会熔化，也不会转变为石墨。
那些被挟带进岩浆，并处于岩浆流的表面，在接触到空气时温度仍然高达摄氏850度以上的金刚石肯定将被烧毁而变成二氧化碳。
但总有相当数量的金刚石始终处于岩浆内部，甚至未熔化的岩石内部，在温度高于摄氏850度的期间内始终与空气隔绝，未被烧毁而保存下来。这些金刚石就在接近地表处（通常数十到数百米深）的地下形成金刚石矿。当然数量是很少的：通常要获得1卡拉（0.2克）的金刚石，要开采处理250吨矿石。
是的。每个太阳死亡前都会经过体积急聚增大一步。象咱们太阳这般大的成为红巨星。
白矮星里有很多碳的原子核，在巨高的密度下，整个星球也象一粒被高压挤的紧密的“金钢石”。
"形成的的熔岩流将含有钻石的岩浆带入接近地表处"----钻石本质是碳，那在高温的岩浆中，不都燃烧了？
承教了！老姐真是诲人不倦啊！
本人“竟然不知道太阳死亡前会有个大爆炸！”实在感到很惭愧！
但不知“太阳死亡前会有个大爆炸，然后成为红巨星（red giant）……”是肯定会发生的，亦或只是假设？
博主不知太阳死亡前会有个大爆炸？然后成为红巨星（red giant）？
以后，引力塌缩会让太阳越来越小，而密度极大。
我们的太阳质量不够大，最终成为白矮星（大的太阳死之后成为中子星）。白矮星里是没原子的，只有原子核。所有的电子被所有的原子核共有。或者说，整个星球就象一个奇怪的大“原子”。
我们的太阳死前黑洞来的机会基本为零。
老姐何以知道地球的下场是“被太阳吞掉”的呢？很可能地球和太阳都被“宇宙黑洞”吞掉呢？
太阳即使死了，死后原子仍然都存在，只是不再“以太阳的形式”存在而已。
太阳若死得比变“铅”的时候早，那么钻石就“可能”变不了“铅”了。也许钻石会“燃烧变成二氧化碳”，或者与氢结合变为“甲烷”……。
那么你也算一算需要多久才能变”铅“。是在地球被太阳吞掉之前还是之后。
太阳也会死的。死后连原子都不能存在。
太阳若死得比变”铅“的时候早，那就变不了“铅”了。
承教了！不过还请阁下细看并理解本人的文章之后再批评比较好。
本人在文章中说：“原生金刚石是距今约10亿-30亿年前，在地下130—300公里深处，在摄氏900—1400度高温，以及4万5千--6万个大气压下结晶而成的。”
本人在文章中又说：“与石墨相比，金刚石属于‘自由能较高的状态’，是‘碳的亚稳定态单质’。根据热力学定律，‘系统会自发地由自由能较高的状态向自由能较低的状态转变’，因此，在自然条件下，金刚石会自发地慢慢转化为石墨！”
本人在此说的“自然条件”指的是“一个大气压和地表温度”这样的条件,这是约定俗成的！
原生金刚石是距今约10亿-30亿年前，在地下130—300公里深处，在摄氏900—1400度高温，以及4万5千--6万个大气压下结晶而成之后，如果仍然处于原来的环境中—即在地下130—300公里深处极高的压力下，则“金刚石转化为石墨”的过程就不会开始，或者慢到可以忽略不计--10亿-30亿年都不变！
原生金刚石本来深藏在地下130—300公里处。由于火山喷发，形成的的熔岩流将含有钻石的岩浆带入接近地表处，或长途迁徒沉淀于河流沙土之中。前者形成原生管状矿，后者形成冲积矿。原生金刚石到达地表后，才进入本文中所说的“自然条件”--“一个大气压和地表温度”的条件下。由这时开始，才会发生文中所说“金刚石自发地慢慢转化为石墨”的过程。