Question

钻石是怎么形成的？

Answer 1

      大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。钻石形成于年代久远的地层深处，一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游，经过千百年的风吹日晒自然瓦解，钻石暴露在外，随着径流的冲刷来到下游，被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在4.5-6.0Gpa（相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而已经开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。

钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

人类的技术已可以模拟钻石生成的环境，用碳来制造钻石，在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下，在中心放一颗很小的天然钻石作为种子，在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，体积也比较受限。

钻石本质上就是碳元素组成的，贵也是切割工艺比较值钱。19世纪末的科学家就已经认识到这一点，他们就想石墨要是能在高压下变成钻石那不是美滋滋。后来事实证明这个猜测是对的，但是当时的人们，并不知道这个“高压”到底是个什么样的数值。有个叫莫瓦桑的人就将石墨和融化的铁水混合，当铁水凝固时就可以对石墨进行加压了。他和助手就开始了烧锅炉生涯，烧了一炉接着一炉，也不知烧了多少炉却依旧没有看见钻石的影子。

皇天不负有心人，1903年的某天终于让莫瓦桑得到了一小块钻石。他赶紧将这事儿上报给了法国科学院，后来全世界都惊呆了，这人莫不是会法术吧？石墨都能变成钻石，真的要发大财了。莫瓦桑因此声名鹊起，稳站当时科学界大佬的c位。

后来到了1906年，由于莫瓦桑在氟单质方面的杰出贡献，他获得了那一年的诺贝尔化学奖，但是从投票结果是5票对4票、1票弃权，以及他本人的获奖感言都跟钻石有关来看，这颗小小的钻石对他得奖的影响还是挺大的。毕竟获得4票的是史上最伟大的化学家之一的门捷列夫。

得了诺奖的第二年，莫瓦桑就去世了，之后科学家们才逐渐认明白，光靠铁水凝固的压力压根不能使石墨变成钻石，那那颗小钻石是哪来的呢？后来从他的老婆口中才得知了真相，原来是莫瓦桑的助手实在烧锅炉烧烦了，忍无可忍，于是悄摸摸地扔了块钻石下去，假装是石墨变的。

于是全世界都被这颗小钻石给骗了，尽管莫瓦桑可能迟早会得到诺奖，但是如果不是这颗小钻石推了一把，他非常有可能就没机会获奖了，毕竟得了诺奖的第二年就去世了。

虽然真相大白后，证实了那个人造钻石的实验只是莫瓦桑的助手搞出的惊天大乌龙，但是在大概半个世纪后，霍尔等人终究还是真正地成功合成了人造钻石。

所谓的「点石成金」，其依据便是同素异形体（相同元素构成，不同形态的物体），至此之后，科学家们对「碳的同素异形体」越发地如痴如醉、如疯如狂。

终于，在1985年，斯莫利等三位科学家发现了长得跟足球似的、有着完美球形结构的碳原子簇C60，为了致敬建筑师巴克明斯特·富勒，便将其取名为「富勒烯」，而这三位科学家也因此被授予1996年的诺贝尔化学奖。