鑽石鑽石亮晶晶

這篇于 2020-05-13 在臉書發表

說說水晶。

那之前先說說鑽石。

你買了嗎？買了？別太興奮，請聽我細細道來。

鑽石的成份是接近百分百的碳原子，跟鉛筆芯，或石墨的原子沒有分別，所不同的是它們的化學結構。上次說過（如果你有讀的話）碳原子處在週期元素表中間，所以靈活性特別高。碳原子本身能有多種不同的結構，平面（或二維，2-Dimension）結構是石墨，四面體（立體、或三維，3-Dimension）結構則是鑽石。看圖一。

Image may contain: possible text that says 'Graphite vs Diamond Graphite Diamond Dull, opaque, soft, common Brilliant, transparent, hard, rare rare' — 圖一鉛筆芯跟鑽石是一家親
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在石墨中，它平面的結構讓層與層之間沒有化學鍵，所以很容易剝落，而且層層不規矩的疊起來，光就被吸收透不過，看起來就是黑色。這就是為甚麽它被用來製造鉛筆芯的原因。

在鑽石中，它獨特的四面體結構讓鑽石處於超級無敵的穩定狀態，所以它特別堅硬堅固，幾億年不變，所以才有『鑽石恆久遠，一顆永流傳』的說法。

記得小時候學到的三棱鏡能折射出彩虹嗎？這是由於不同波長的光在不同密度的的晶體內會有不同的速度（是的，光會慢下來！但這不違反物理定律。改天有機會再談）。鑽石由於密度非常高，所以折射率也高於其他結晶體。利用三棱鏡效應，把鑽石的四面體平整的以某些角度切割（一般切割面能高達 58 面），就能讓它在光源照射下折射出炫目的光彩，迷惑了多少貴婦的眼球與理智。

鑽石的結構是碳原子在高溫高壓下形成的，在地球上這樣高的溫度壓力只有在地底深處得到，所以天然鑽石都是在一億年或更久遠之前在深入地底 160 公里或以下處形成的，然後通過火山爆發活動被帶到地表上。

不同顏色的鑽石是由於在形成過程中參入了雜質，impurity，或因為塑料變形，plastic deformation。比如藍色是參了硼，Boron，原子、橙黃色是氮，Nitrogen，原子、青色是鎳，Nickel，原子、等等。

不過現在科學家通過科技也能製造出這樣一個高溫壓力環境來合成鑽石，所開發出來的鑽石不但跟天然鑽石毫無分別，硬度跟純度都能調節到比天然鑽還高，也能達到較大的體積，用於研究下一代電腦芯片或製作儀器。而現在人工鑽石已經能在市場上找到，價格比天然鑽低上百分之三十。有些商人還推出把骨灰（也是一堆堆的碳）合成鑽石的服務，來讓客戶能紀念身邊逝去的人。

傳統鑽石商這下可著急了，急忙推出所謂的認證書來證明天然鑽石的『血統』，以保住它的市場價格。但這不是強制性的。而美國政府已經裁定不能區分人工或天然鑽石，因為人工鑽石不是所謂的『合成鑽石』，所有人工鑽石跟天然鑽石一樣，是貨真價實的鑽石。看圖二。