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1．摩氏硬度

物质对外来机械作用的抵抗程度称为硬度，它是固态物质的一种物理性质。怎样定量比较物质的硬度呢? 早在1822年奥地利矿物学家摩氏

就选择了10 种比较常见的矿物做为硬度的10个等级来计量物质的硬度，这10种矿物由软到硬的顺序是: ①滑石②石膏③方解石④萤石⑤磷灰石⑥正长石⑦石英⑧黄玉⑨刚玉⑩金刚石，凡排在后面的矿物都能用其尖端在前面的矿物上划出刻痕来。

在测定某种物质的硬度时，将被测物和上述标准物互相刻划，就可得出被测物的硬度值。

例如锌片和方解石相互刻划时，锌片上留下刻痕，当用锌片和石膏相互刻划时，石膏上留下痕迹，说明锌比石膏硬、比方解石软，其硬度值应在2和 3之间，约为 2． 5。利用这种方法我们可以得出手指甲的硬度约为2，Cu 和 Al 为3，Fe等于4，钢在5 和5． 5 之间，玻璃为6，由于硬度大于7的物质是比较少见的，所以在测定常见物质的硬度时，可以不用上述的标准物，只要用指甲、钥匙、铁钉、小刀、碎玻璃片就可以了。

2． 布氏硬度

上面所谈的摩氏硬度又叫刻划硬度，因为测定方法简便，所以在地质工作中被广泛采用，在化学教材中也常做为比较物质软硬的标准( 如高中课本的金属硬度表)。但摩氏硬度是以天然矿物为等级，而这些矿物的硬度差并不一致，因此不能精确地表示硬度的绝对大小。在工业生产中又常采用布氏硬度做为计量标准。布氏硬度是通过仪器用3000N 的力把一个经淬火的钢球压入被测物中，再根据压痕的直径计算出来的，压痕越大，硬度越小，所以布氏硬度又称压入硬度，能更精确地表示金属材料的硬度。

3．硬度与微观结构的联系

物质的宏观性质是微观结构的反映，结构决定性质。不同类型的晶体，其硬度常常有很大的区别。原子晶体是由原子通过共价键结合而成的，分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的，由于共价键比分子间作用力高1 － 2 个数量级，所以原子晶体比分子晶体硬得多，摩氏硬度值都在 7－ 10 之间，而分子晶体的磷的硬度只 1左右。在已知物质中，金刚石的硬度最大，这是由于碳原子半径小，共价键的键能大，方向性强，破坏这样的共价键或使键角扭曲会受到极大的阻力。

离子晶体的硬度一般也比较大，根据库仑定律，离子间的静电力与离子电荷的乘积成正比，与核间距的平方成反比，所以当离子电荷相同时，离子半径之和越大，硬度越小。如 MgO的硬度为6.5，CaO仅4.5。当离子半径之和相近时，离子电荷越高，硬度越大，如MgO的硬度大于NaF(3.2) ，由于上述原因，在离子晶体中Al₂O₃( 刚玉) 的硬度最大。

金属晶体的硬度决定于金属键的强弱，由于金属原子的半径和未成对电子数差别很大，所以各种金属的硬度有着明显的不同。

从高中教材查得钠的硬度仅为0． 4，用小刀可以轻易地切割，与钠同样只有1 个最外层电子，半径比 Na大的Cs，硬度应比Na 小，事实与上述推测一致，其硬度仅为 0． 2。ⅥB 族元素未成对电子数量多( 6 个) ，其中 Cr 的原子半径最小，因此在金属中Cr 的硬度最大，与刚玉相当。

具有层状结构的过渡型晶体，如滑石、石膏、云母、石墨在相互刻划时，层与层之间容易滑动，所以硬度很小。石墨在纸上能留下黑色划痕，可用来制铅笔。铅笔芯的硬度可用掺入黏土的比率来调节，硬度用H、B 表示，最软的是6B，最硬的是6H，考试涂卡时，用2B铅笔效果最佳。