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乡村生活中的金刚石化学知识

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:金刚石俗称“金刚钻”,是自然界中最硬的一种矿石。从此,传说毒蛇是金刚石的守护神。金刚石的用途非常广泛,不过,自然界中的金刚石远远不能满足人们的需要。但最后的结果令人失望,容器里只有黑色的沉淀物,显然那不是金刚石,而实实在在的是石墨。“德布雷理论说碳在高温高压下才能形成金刚石,我们做的实验只有高温而没有高压呀!”穆瓦桑激动地急忙用镊子把小晶体取出来,一看,果真是金刚石。人造金刚石,成功了!

乡村生活中的金刚石化学知识

金刚石俗称“金刚钻”,是自然界中最硬的一种矿石。难怪有一句俗语:没有金刚钻,别揽瓷器活。

提到金刚石,还有一个美丽的传说:

公元前350年,马其顿国王亚历山大东征印度,在一个深坑中发现有大量的钻石,但深坑内有许多毒蛇守护着,这些毒蛇可以在数丈远的地方使前来取金刚石的人毙命。亚历山大命令士兵用镜子聚光,将毒蛇烧死,然后把羊肉扔进坑内,坑中的钻石就粘在羊肉上面,羊肉引来了秃鹰,秃鹰连羊肉带钻石吃进腹内飞走后,士兵跟踪追杀秃鹰得到了钻石。从此,传说毒蛇是金刚石的守护神

金刚石的用途非常广泛,不过,自然界中的金刚石远远不能满足人们的需要。那么,能不能人造金刚石来满足人们生活科技发展的需要呢?

19世纪90年代,法国化学家穆瓦桑面对市场日益增长对金刚石的需要,就大胆萌生出这样一个念头:用科学技术的方法,能不能生产出金刚石来呢?

穆瓦桑被科学家查理·弗里德尔一个有关陨石研究的报告深深吸引:“陨石是一个大的铁块,在铁块里混有极微小的金刚石晶体。”他马上想到了他的人造金刚石的想法,联想到了石墨矿里也常混有极微量的金刚石晶体。

穆瓦桑查阅了大量的资料后大胆提出制作金刚石的设想,助手当时有怀疑,他对助手解释:“陨石里含有金刚石,而陨石的主要成分是铁,那我们可以把铁融化加进碳,这样碳在高温下,就有可能形成我们所需要的金刚石。”

有了盼头,他们便进行了第一次实验:

将一大块生铁慢慢融化,然后掺进碳,以后再一点一点冷却下来,成为铁块。但最后的结果令人失望,容器里只有黑色的沉淀物,显然那不是金刚石,而实实在在的是石墨。

穆瓦桑组织大家探讨失败的原因。

“德布雷理论说碳在高温高压下才能形成金刚石,我们做的实验只有高温而没有高压呀!”一位助手分析着。

大家一听有道理,十分赞同。但是,怎么才能产生高压呢?

大家纷纷想办法。(www.xing528.com)

“大家知道水在结冰时,体积会增大,所以冰总是浮在水面上。生铁也一样,当它从液态变为固态时,控制体积不变,那生铁内部的压力不就增大了吗?”穆瓦桑考虑了一会儿,深思熟虑地发言。

“老师,你的意思是不是这样:先把生铁融化,放进碳后,再把融化的生铁倒进一只坚固的钢瓶中,盖好瓶盖,这样就可以产生高压了。”在穆瓦桑一旁的助手插嘴说。

穆瓦桑听后,摇了摇头,说,“不!你的做法太复杂,只要把掺进碳的生铁迅速冷却,外部就会形成坚硬的外壳而里面仍是液态铁,这不同钢瓶起的作用一样了吗!”

助手们一听,恍然大悟,都被老师的聪明才智所折服。

找到了方法,说干就干。第二天,关键性的实验又拉开了帷幕。

穆瓦桑和助手一起先把生铁融化,将碳掺进,再迅速把融化了的铁冷却,这样,碳既获得了高温,又获得了高压。

时间一分钟一分钟过去了,在大家的期盼中,加了碳的生铁冷却后,在盐酸中慢慢被溶解,大家的心情越来越紧张,都为这次实验能不能成功而担心!

忽然,不知谁大喊了一声:“你们快来看,沉淀中有小晶体!”大家急忙把头探了过去,果然发现在液体的下面有小晶体。穆瓦桑激动地急忙用镊子把小晶体取出来,一看,果真是金刚石。

人造金刚石,成功了!终于成功了!大家顿时欢呼起来!跳了起来,庆祝自己的成功!

这一特大新闻如同插上了翅膀,很快飞向全国,飞向世界

金刚石

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