二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体，原子晶体中不含有单个分 子。整个晶体又可以看作是一个巨大分子，SiO2是最简式，并不表示单个分子。二氧化硅晶体结构中，每个硅原子结合4个氧原子，同时每个氧原子结合2个硅原子。这样 很好地解释了为什么二氧化硅的化学式是SiO2。在二氧化硅晶体中每个硅原子与周围的四个氧原子的成键情况与金刚石晶体中的碳原子与 周围的其它碳原子连接的情况是相同的。即每个硅原子与周围的四个氧原子构成一个正四面体。 只是每个氧原子又处在由另一个硅原子为中心的一个正四面体上。即每个氧原子为两个硅氧四面 体共用。一个硅原子与两个氧原子间的夹角ZO-Si-O=10928,o在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,每个硅原子周围结合4个氧原子; 同时，每个氧原子跟2个硅原子相结合。实际上，SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比例所 组成的立体网状的晶体。(1) 二氧化硅晶体中最小环为12元环。SiO2晶体中Si原子的排列方式和金刚石晶体中碳原子的排列方式是相同的。在金刚石晶体 中，每个最小环上有6个碳原子，因此SiO2晶体中每个最小环上有6个Si原子，另外六边形的 每条边上都夹入了一个氧原子，所以最小环为12元环。(2) 每个硅原子被12个最小环共有。如图可以看出，每个硅原子周围有四条边，而每条边又被6个环所共有，同时由于每个环上有两条边是同一个硅原子周围的，因此还要除以2以剔除重复。所以最终计算式为（4*6） /2=12（3）每个最小环平均拥有1个氧原子。由于每个硅原子被12个环共有，因此每个环只占有该硅原子的1/12，又因为每个最小环上 有6个硅原子，所以每个最小环平均拥有的硅原子数为：6*（1/12）=0.5个。又因为SiO2晶体 是由硅原子和氧原子按1:2的比例所组成，因此氧原子的数目为0.5*2=1个。金刚石金刚石的化学式C-N个C,金刚石是原子晶体，一块金刚石是一个巨分子，N个C的 聚合体。只能用它的元素符号加注释来表示C（金刚石）.金刚石仅产出于金伯利岩筒中。金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都 是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000 C时，它会缓慢地变成石墨。金刚石矿物晶体构造属 等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中 心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为1.54?（10-10m ）。常 见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。金刚石的硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。详细绝对硬度如下：金刚石10000-2500刚 玉 2500-2100 石英 1550-1200。矿物性脆，贝壳状或参差状 断口，在不大的冲击力下会沿 晶体解理面裂开，具有平行 八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯,密度一般为3 470-3560kg/m3。金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只 在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与 K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时, 表面会稍有氧化；在 0、CO、CO2、H、Cl、H2O、 CH4的高温气体中腐蚀。在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相 连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。 每个碳 原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原 子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的c-c 键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形 成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大,熔点极 高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻 探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手 饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。如前面所介绍的，伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现，使人们知 道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的 火山岩。接着，研究者又发现， 在这种火山岩中除了金刚石，还含有被称为 石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出 产石榴石和橄榄石的地点，找到金刚石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成 为寻找金刚石的“指示矿物”。目前在世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去 7 个不同的时期 在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约 10亿年前形成的。在这 7个岩 浆喷发时期中，以在非洲各地和巴西等地区于1.2亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含 有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩，最晚 的，是在 2200 万年以前 喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石， 则还无法肯定。分布1971 年以来的二十年中，在中国陆续发现了几颗 50克拉以上和 100 克拉以上的金刚 石，按发现时间的先后排列如下：1. 1971年9月25 日，在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52. 71克拉的金刚石。2. 1977年12月21日，在山东省临沐县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158.786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”3. 1981年8月15日，在山东郯城陈埠发现一颗124. 27克拉的巨粒金刚石。被命名 为“陈埠一号”。4.1982 年9月，在山东郯城陈埠发现一颗 96. 94克拉的金刚石。5. 1983 年 5 月，在山东郯城陈埠发现一颗 92.86 克拉的金刚石。6. 1983年11月14日，在山东蒙阴发现一颗119. 01克拉的巨粒金刚石，被命名为 “蒙山一号”。据1987年资料，中国主要金刚石成矿区有： 辽东一吉南成矿区，有中生代和中古生 代两期金伯利岩。鲁西、苏北、皖北成矿区，下古生代可能有多期金伯利岩。晋、豫、 冀成矿区，已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。湘、黔、鄂、川成矿区，已 在湖南沅水流域发现了 4个具工业价值的金刚石砂矿。湖南金刚石，产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主，主 要分布在沅水流域，分布零散，品位低，但质量好，宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间，湖南沅江流域就有零星的金刚石发现，大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅 江整个水域均有金刚石分布，但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、淑浦县（黔 阳）新庄垅、沅陵县窑头等4处。湖南金刚石的颜色深浅不一，内外颜色差异明显，呈带状、斑状分布。其褐色系列金 刚石，晶体呈黄褐色，内部洁净，表面有大量的褐色斑点，其褐斑的颜色有黄色、黄褐色、 褐色、黑色等，主要分布在金刚石的溶蚀面上，褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小，但质地较好，以 单晶为主，约占总产量的98% ；晶体比较完整，以八 面体、十二面体、六八面体为多；绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等；粒重多小于28mg, 一般为10.915mg； 22%晶体中含包裹体；60%的晶体表面有裂纹，表面溶蚀不重。原材料金刚石的原材料是远古时代的浮游生物！？ 碳是一种常见的元素。动植物的体内，甚至空气中，都含有大量的碳。我们的身体也 不例外，其中也有大量的碳原子。人体内含有大约 18%的碳。然而，碳虽然是地面上常见的元素，在地球内部，数量却十分稀少。通过对 太阳光谱 和坠落到地球上的 陨石所进行的分析，据推测，组成地球的 化学元素，最多的是氧，接下 来依次是硅、铝和铁。这4种元素占到了地球总质量的87%；若再加上钙、钠和钾3种元 素，则总共占到了 96%。剩下的 4%，才是包括碳在内的其他所有的元素。此外，组成地球的元素，质量越大的元素越倾向于聚集在地球的中心。碳是比较轻的 元素，集中在地表附近，因而在地球深处基本上不会有碳。日本东京大学物性研究所专门研究地球深部结构的八木健彦教授说：“地球自 46亿年前诞生以来，内部存在的碳都是极 其稀少的，因此，地球内部不会有很多形成金刚石的原材料。”另一方面，科学家通过 同位素分析还知道，在构成金刚石的材料中，至少有一部分是 属于有机物遗留下来的碳。这意味着，在几亿到几十亿年前沉积到海底的浮游生物(动物和 植物)的遗骸，随着构造板块的运动，它们从沉积层被带到地球的内部，那里就有可能形成 金刚石。八木教授说：“总之，碳在地球内部属于微量元素，数量如此少，金刚石极其稀少也 就不足为奇了。”开采原生金刚石是在 地下深外处(130-180Km)高温(900-1300 C)高压(45-60)&215;108Pa 下结晶而成的，它们储存在金伯利岩或榴辉岩中，其形成年代相当久远。南非金伯利矿, 橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前，这个年龄几乎与地球同岁；而奥大利亚阿盖尔矿、 博茨瓦纳奥拉伯矿，榴辉岩型的钻石虽说年轻，也分别已有15.8亿年和9.9亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日，得有助于火山喷发，熔岩流将含 有钻石的岩浆带入至地球近地表处，或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是 原生管 状矿，后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后，还需经过多道处理遴选，才可 从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有 20%左右可作首饰用途的钻坯，而大部分只能用 于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过，要得到1ct重的钻石，起码要开采处理 250 吨矿石，采获率是相当低的；如果想从成品钻中挑选出美钻，那两者的比率 更是十分悬殊的了。