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金刚石和石墨有何差异

作者:旺彩官网时间:2021-11-03 14:59:59 次浏览

信息摘要:

提起钻石,你大概会想到色泽精通、闪烁刺眼的精细饰品,以及它昂贵的价值;提起石墨,你大概会想到黑乎乎、光滑腻的碳棒。纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体;石

提起钻石,你大概会想到色泽精通、闪烁刺眼的精细饰品,以及它昂贵的价值;提起石墨,你大概会想到黑乎乎、光滑腻的碳棒。纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体;石墨是一种深灰色有金属光芒而不透明的细鳞片状固体。石墨很软,在纸上画过可留下陈迹,有光滑感。金刚石和石墨“形”或“性”有着天壤之别,但它们具有沟通的“质”,它们是一对“孪生”兄弟,都由碳元素构成,被称“同素异形体”。

金刚石可以用来切割玻璃、做钻头,因为它的硬度很大;石墨可以用来做铅笔芯、润滑剂,这是因为它很软、有光滑感。凭据莫氏硬度尺度,金刚石为第一流。金刚石是自然界中天然存在的最坚固的物质。金刚石和石墨同样由碳原子组成,金刚石为什么会如此的坚固,这取决于它的分子布局。

下图是金刚石的布局模子。每个碳原子都与周围的4个碳原子通过强烈的彼此浸染细密团结。“细密团结”的两个碳原子之间的间隔约为0.155nm,从而形成致密的三维布局,正是这种致密的布局,使得金刚石成为天然存在的最坚固的物质。

金刚石和石墨有何差别

而石墨是层状的布局,就一个片层而言,每1个碳原子会与其周围的3个碳原子通过强烈的彼此浸染细密团结,“细密团结”的两个碳原子之间的间隔约为0.142nm。在石墨中层与层之间相距为0.335nm,由于间隔较量大,碳原子的彼此浸染较弱,因此很容易沿着与层面平行的偏向滑动、裂解,所以石墨很软、有光滑感。

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金刚石和石墨对比,布局更为致密。金刚石的密度约莫是石墨的1.5倍阁下(金刚石的密度约为3.5-3.53g/cm³,石墨的密度约为2.09–2.23g/cm³)。

碳原子通过强烈的彼此浸染(化学键)细密结适时,原子间的间隔越小,彼此浸染越强。在石墨的一个片层中,碳原子间的间隔比金刚石小,彼此浸染更强,旺彩平台注册,更难被粉碎,所以石墨的熔点更高。

如下表所示,金刚石和石墨的熔点差异,但沸点却沟通,这又是为什么呢?物质的物态变革与微粒间的间隔是有必然干系的。石墨和金刚石熔化今后,碳原子本来的分列方法被冲破,原子间的间隔相等,彼此浸染强度也沟通,所以沸点沟通。

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我们都知道,石墨具有导电性。这与石墨的布局也有密切干系。碳原子最外层有4个电子,在石墨的一个片层中,每个碳原子会与其周围的3个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的彼此浸染(化学键),每个碳原子只有3个最外层电子参加这种“力”的形成,这样就会剩下1个自由电子。因为有大量自由电子存在,所以石墨能导电。而金刚石中每个碳原子与其周围的4个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的彼此浸染,碳原子最外层的4个电子险些都参加了这种“力”的形成,根基没有自由电子,所以根基不导电。

布局可以抉择性质,金刚石和石墨都由碳原子组成,可是因为原子分列方法差异,导致许多物理性质有很大差别。

审核人:李继良

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