第三节 钻石的基本性质
一、化学组成
钻石的主要化学成分是碳，还经常含有氮、硼等微量元素。
氮、硼的含量一般很少，但对钻石的颜色却影响很大。如果它们的含量都极少，也就是钻石中的碳含量接近100％时，钻石就是无色透明的，人们一般称为白钻。
如果钻石里面含有较多的氮，钻石看起来就发黄，专业人士普遍认为这种钻石的颜色等级较低，所以价格比较低。多数天然钻石都是这种情况，包括至今为止人们发现的最大的库里南钻石也是这种颜色。
如果钻石的成分含有较多的硼，钻石的颜色会发蓝，这种颜色的钻石等级比较高，价格比普通的白钻要高很多。2008年12月10日，佳士得拍卖行拍卖了一颗17世纪的欧洲王室名钻——“蓝色维特斯巴士”，拍卖价高达1639万英镑（2430万美元），成为当时世界上拍卖价格最高的钻石，它就是这种发蓝的钻石。
二、晶体结构
钻石属于高级晶族，等轴晶系，又称为立方晶系，晶胞的示意如图3-6。
图3-6 钻石的晶体结构
晶胞的6个参数具有如下特征：a=b=c，α=β=γ=90°。
三、内含物
天然钻石内部经常含有裂纹、气泡、石墨颗粒等包裹体，它们对钻石的品质和价格具有重要影响。如前文提到的17世纪欧洲王室名钻“蓝色维特斯巴士”中就含有较多的气泡。
四、钻石的光学性质
1.颜色
如果钻石的化学成分是100％的碳元素，同时，晶体结构中没有缺陷，它就是无色透明的；如果含有其他微量元素，或晶体结构中存在缺陷，则钻石会呈现其他的颜色。
所以，钻石的颜色有多种。专业人士根据钻石的颜色，将钻石分为了三个系列。
（1）无色或黄色系列 有的资料中也把这个系列称为开普系列（cape series的音译）或好望角系列。人们一般把这类钻石称为“白钻”，标准的白钻是无色透明的，但就像前文中提到的，很多白钻内部含有氮元素，导致稍微发黄。
（2）褐色系列 当钻石的晶体结构中存在缺陷，或晶体发生了畸变时，会呈现褐色。
（3）彩色钻石 还有少量钻石是彩色的，比如蓝色、红色、黄色、粉色甚至黑色等。由于彩色钻石的数量更少，所以价格比一般的白钻高得多。
2014年6月14日，英国《每日邮报》报道，南非发现了一颗122克拉的蓝色钻石，估计价值达6亿英镑（约合63亿元人民币），如图3-7所示。
图3-7 南非发现的122克拉的蓝色钻石
2016年5月18日，佳士得拍卖行在瑞士日内瓦拍卖了一颗重14.62克拉的“奥本海默蓝钻”（Oppenheimer Blue），拍卖价达5060万瑞士法郎（约3.35亿元人民币），成为世界上价格最高的钻石，如图3-8所示。
图3-8 “奥本海默蓝钻”（Oppenheimer Blue）
前几年，一颗重量达6.24克拉的金黄色钻石耳钉的拍卖价达到8014400港币。
2013年11月13日，一颗重59.6克拉的粉色钻石“粉色之星”（Pink Star）在瑞士日内瓦以8300万美元的价格被拍卖，如图3-9所示。
图3-9 “粉色之星”（Pink Star）
2.光泽
在所有的宝玉石品种中，钻石的光泽最强烈，给人的感觉是“亮、硬”，与其他品种如玉石、珍珠的微弱、柔和的光泽形成了鲜明的对比。由于这个原因，人们把钻石具有的这种光泽称为金刚光泽。
3.折射率
钻石的折射率为2.42，在所有的宝玉石品种中，只有少数几种比它高。由于这一点，当钻石被加工成特定的形状后，从外面照射入钻石内部的光线容易发生“全反射”现象，最终从冠面上进入观察者的眼睛里，这样，在观察者看来，钻石的光泽就很强，甚至有刺眼的感觉。
4.色散
钻石的色散值是0.044，在宝玉石品种中也是属于很高的。前面提过，钻石具有很强烈的火彩，其最重要的原因有两个：一个是折射率高，另一个就是色散值高。折射率高使观察者能看到更多的光线，色散值高使得照射进入钻石内部的白光分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，而且它们的间距很大，这样，观察者就会很容易看到，钻石的不同位置呈现不同的颜色，五彩斑斓，如图3-10所示。
图3-10 钻石的色散
5.发光性
钻石具有发光性，有的资料介绍，如果把钻石在白天在阳光下照射一段时间，晚上它就会发出淡淡的磷光。所以，钻石实际上也属于一种夜明珠。
很多人都听说过慈禧夜明珠的故事。相传，慈禧墓被盗时，盗墓者发现慈禧的口中含有一颗夜明珠，发射耀眼的光芒，价值连城。后来很多人对这颗夜明珠进行研究，有人提出，慈禧夜明珠实际上是一块钻石原石，重约787克拉。这颗夜明珠1908年估值1080万两白银，约相当于现在的8.1亿元人民币！
此外，钻石受其他介质如X射线和紫外线照射时，也具有发光性，会发出蓝色的荧光，受电子束照射时会发出可见光。
人们经常利用钻石的发光性对它进行鉴定：用紫外荧光仪发出的紫外线照射样品，根据样品是否有发光性以及荧光的颜色来判断是否为天然钻石。
6.多色性
钻石没有多色性。
7.光性
由于钻石属于等轴晶系，所以属于光性均质体。
8.特征吸收光谱
无色钻石在415nm处有一条吸收带。
五、钻石的其他性质
1.力学性质
（1）密度 钻石的密度是3.52g/cm3。
（2）硬度 钻石的摩氏硬度是10，是自然界硬度最高的物质。
（3）韧性 钻石的韧性比较低，也就是脆性很高，受到外力时容易开裂、破碎。
（4）解理 钻石具有较高的解理性，受到外力时，容易沿着特定的方向开裂，所以在切割钻石原石时，需要认真研究这一点，对它进行充分利用，同时尽量避免或减轻它的危害。
2.化学性质
钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易氧化、变质，不会被酸、碱等物质腐蚀，包括“王水”和氢氟酸。所以，才有“钻石恒久远，一颗永流传”的美誉。
但是，钻石却不耐高温。被加热到800℃后，钻石中的碳元素就会和周围的氧气发生反应，生成CO2气体而消失！目前，人们经常利用激光对钻石进行加工，包括切磨、钻孔等，利用的就是这个原理。
另外，澳大利亚的科学家发现，当用特别强的光线照射钻石时，钻石会缓慢蒸发。但蒸发的速度很慢，有人进行过估算，蒸发大约100亿年后，才能用现有的仪器测出它的重量减少了。
3.热学性质
热学性质主要是热导率。钻石是自然界热导率最好的物质，热导率为2300W/（m·K），远远高于导热性最好的金属——银，银的热导率为429W/（m·K）。
由于这个显著的特点，目前，人们经常用热导仪鉴别钻石的真伪，因为多数假冒产品的热导率比钻石低得多，所以这种方法特别有效，而且简便易行。
4.电学性质
多数钻石的导电性很差，属于绝缘体，只有天然蓝色钻石属于半导体。有时候，人们也利用这种性质对钻石进行鉴定。