石墨和金刚石
![石墨和金刚石 为什么金刚石与石墨都是由C元素组成,但是他们的性质却截然不同? 石墨和金刚石 为什么金刚石与石墨都是由C元素组成,但是他们的性质却截然不同?](http://www.enzenilongjian.com/uploads/20230314/dc1f73729fd62ca2d3e8bddf48d92929.png)
为什么金刚石与石墨都是由C元素组成,但是他们的性质却截然不同?
为什么金刚石与石墨都是由C元素组成,但是他们的性质却截然不同?
在金刚石晶体中,碳原子以四面体成键的相互连接,形成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子与SP3杂化轨道中的其他四个碳原子形成共价键,形成正四面体。由于钻石中C-C键很强,所有价电子都参与形成共价键,没有自由电子,所以钻石不仅坚硬,而且熔点非常高,不导电。在工业上,钻石主要用于制造探头和钻探用的探针。
在石墨晶体中,同一层的碳原子与sp2杂化形成共价键,每个碳原子通过三个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一平面上形成六角环,延伸成层状结构。这里C-C键的键长都是142pm,属于原子晶体的键长范围,所以是同一层的原子晶体。同一平面的碳原子各有一个P轨道,它们是相互的。
由于结构不同,性质也不同。
石墨和金刚石是不是同种物质?
它们是同素异形体,不是同一种物质。
石墨为深灰色混晶,具有金属光泽和不透明的细鳞片,熔点为3652℃,导电性能优异。因此,石墨可以用作干电池的电极。由于石墨是片状晶胞堆积而成的晶体,各层晶胞之间容易相对滑动,所以石墨是一种很好的固体润滑剂。石墨是熔点最高的天然物质,所以可以用作坩埚。石墨非常软,所以石墨和粘土混合在一起制成铅笔笔芯。
钻石是一种无色透明的原子晶体。形状是八面体。经过仔细考虑,天然钻石是耀眼的钻石。五个彼此相邻的碳原子组成一个正四面体,一个碳原子在正四面体的中心,另外四个碳原子在正四面体的四个顶点。所以钻石是天然存在的最硬的物质,只有一些人工合成的物质比它硬。所以,金刚石可以作为切割玻璃的玻璃刀具,也可以作为切割硬金属的工具。
金刚石石墨碳60的区别?
钻石外观:
(1)八面体晶体;
(2)钻石有各种颜色,从无色到黑色,其中无色是特别优选的。它们可以是透明的、半透明的或不透明的。
(3)金刚石原子具有三维规则四面体结构。
石墨外观:
(1)带有金属光泽的深灰色;
(2)不透明细鳞片状固体,软而油腻。
(3)石墨原子形成的正六边形是平面结构,呈片状。
3.石墨和金刚石物理性能的差异
3.1钻石的物理特性:
(1)几乎不导电;
(2)硬度是自然界中最坚硬的物质。;
(3)导热性差;
(4)高熔点;
(5)金刚石的绝对硬度是刚玉的四倍,应时的八倍。
详细的绝对硬度如下:
钻石10000-2500
刚玉2500-2100
应时1550-1200。
3.2石墨的物理性质:
(1)良好的导电性;
(2)硬度:柔软;
(3)良好的导热性;
(4)熔点很高。