金、银和铅比铁的密度大，但它们都比铁软；镁比金轻很多，但它们两个差未几硬；铝和硅在元素周期内外是街坊，硅比铝轻一点点，硬度倒是铝的9倍；一样是碳，钻石的硬度比石墨高倍不只。
打金
为甚么会浮现这类处境？既然不是密度越大的元素越硬，那末物资的硬度究竟是由甚么要素决议的呢？
元素周期表咱们领会，元素周期表因此化学元素原子核中的质子数（核电荷数）为序，按从小到大的办法举办科学布列的。在这个表格中，一些化学个性相近的元素被布列在一同归为一类，称之为“族”。因而从某些物理和化学的角度来剖析元素周期表，能很容易地发掘它一切是有规律的。
好比说，元素的原子半径：
和元素在固体状况下的密度：
但一样咱们以颜色深浅来示意一些固体元素的莫氏硬度时，你就会发掘这类规律性被打乱了：原子半径不大、密度不高的硼反倒是最硬的，它身旁的碳（石墨）的硬度惟独0.5；铁比它周边的元素都软；而磷在表格里竟然没稀有据！与上头两张图比拟，这张表格险些没甚么规律可言，题目出在何处呢？
部份元素的矿物资硬度
甚么是硬度？咱们说某个东西软也许硬，首先需求来往它，对它施加压力，看这个物体对压力的反响。硬度实践上便是物体对死板压痕或争持引发部分变形的抵当力的巨细（强度），物体越软，你越容易在它上头建立划痕，而越硬的东西对刮擦的抵当力越强。
一个榜样的例子便是咱们常常行使的手机屏幕，最先的屏幕是塑料材质，它的表面很容易被刮花；后来有了玻璃屏幕，处境好了很多，光阴一长依然会有划痕，直到颠末非常解决的“大猩猩”玻璃浮现，咱们的担忧少了很多。但玻璃在石英砂眼前依然显得很弱，以是很罕见人敢把手机屏幕放在地上争持。
石英晶体很容易在手机玻璃屏上留住划痕
石英的重要成份是二氧化硅晶体，它的莫氏硬度是7，手机玻璃属于非晶体，它的硬度至多是6.5左右，以是它敌不过沙子的刮擦。
与咱们恐惧刮擦手机屏幕不同，地质学家们在朝外勘察的光阴时时便是颠末刮擦来预算矿物资硬度，进而推定其矿物属性的。
地质做事者衡量莫氏硬度的套件
硬度做为固体的属性之一，它果然也是元素周期表中固体元素在物理性质方面一种重大展现样式。那末，元素的硬度究竟是由甚么决议的呢？
元素的化学键合与硬度的瓜葛化学元素颠末其原子最外层电子的互换和同享来构成种种物资，罕见的固体物资中有离子键、共价键、金属键和分子间键（好比氢键等）。容易元素的固体物资内部常常是由共价键或金属键将原子举办互相连结的，由于众人得失电子的本事雷同，不会说谁抢走了谁的电子，因而正常不存在离子键。那些靠金属键相贯串的固体常常是金属，被称为金属固体；而其余一些以共价键互相贯串的非金属固体咱们称之为网络共价固体。
金属元素的最外层常常都存在离域电子，由于原子核查这些电子的吸引力对比低，以是离域电子们时时不会憨厚呆在它静止的坐位上，而是在原子四周“瞎逛”。如许一来，金属原子就被算做是带正电的金属离子与离域电子的电子云的组合，原子之间颠末同享这些自如电子互相键合在一同造成金属晶体。
金属原子颠末自如电子互相造成金属键
由于每一种金属元素吸引电子本事有差别、最外层电子数不同，以是金属晶体的组合样式也就有了不同。正常来讲金属晶体分为体心立方、面心立方和六方密聚积晶体，晶体布局的不同决议了原子之间键的波动性，也是金属晶体硬度差其余重大要素。
三种晶体的布列方法决议了硬度巨细
在这三种晶体范例中，体心立方晶体由于受中央一个原子的束缚，即便也许比面心立方晶体密度低，但由于其贯串更巩固，原子间阻挡易产生相对地方变动，因而体心立方晶体比面心立方更硬。基于一样的情理，六方密聚积晶体的巩固性比体心立方晶体更强一些。
铁在常温下是体心立方晶体金属，而铜、银、金和铅都是面心立方，以是铁即便没后者密度大，但它更牢固；但铁又比不过六方密聚积晶体金属钛、钴，便是这个情理。
硬度与原子半径的瓜葛有人也许会说，元素的软硬水平取决于原子之间键的是非，原子离的远，它们互相的力小，就软一些，反之就硬。
这看起来彷佛有些情理。好比说元素周期表第一列的碱金属，它的硬度从上往下越来越低。不过请注意，这类变动是创设在它们的晶体布局雷同的原形之上，堿金属全都是体心立方金属。惟独当晶体布局雷同的处境下，上述的说法才气设置。
咱们来举两个显著的例子来注明这个题目：
铝与硅相邻，它们的原子半径相近，但铝的莫氏硬度惟独2.75，而硅的莫氏硬度达6.5，两者的绝对硬度出入9倍。究其出处，题目依然出在晶体布局上：铝是面心立方晶体金属，而硅倒是面心金刚石立方晶体。
铝与硅的晶体布列差别庞大
另一个例子便是众人相熟的碳元素，它的两种罕见的同素异形骸有大相径庭。咱们用手指甲就可以碾碎石墨，而钻石倒是果然界中最牢固的物资，其出处也在于两者在原子的布列布局上存在差别。钻石的晶胞是由5个碳原子构成的巩固四周体；石墨的碳原子间则构成了层状的六边形，正面受压容易变形，侧向受压会产生错位滑动。
硼元素与碳相邻，它在造成波动的网络共价键分子方面与钻石很如同，因而硼结晶是一种特别牢固的黑色材料，在元素周期表中一支独秀（石墨代表了碳元素）。
钻石与石墨碳原子布列决议了硬度的大相径庭
说到这边，咱们也许就固体元素硬度的题目下一个容易论断了。果然界中的固体元素常常分为金属与非金属两大类，即便在原子量、原子半径、化学性质上存在庞大差别，但这些元素所构成的固体物资大概由原子颠末共价键或金属键贯串，此中大部份是晶体。
影响元素固体硬度的要素繁杂百般，不只取决于元素化学键的长度巨细、强弱，也取决于原子间的布列组合方法。四周体钻石布局晶体的硬度最高，接下来顺序是六方密聚积晶体、体心立方、面心立方等等，而那些原子层状布列或不规定布列的固体，其硬度每每是最低的。
部份固体元素的硬度柱状图
篇幅所限，对元素固体的硬度的出处就讲解到这边
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