金剛石與石墨的關係,金剛石,石墨和碳60三者之間的關係

2021-05-13 08:45:04 字數 3232 閱讀 3902

1樓:正能量女戰神

金剛石與石墨的關係是同素異形體。

【擴充套件】

同素異形體的定義:同種元素形成的性質不同的單質。石墨和金剛石都屬於碳單質,他們的化學性質完全相同,但金剛石和石墨不是同種物質,它們是由相同元素構成的同素異型體。

所不同的是物理結構特徵。

二者的化學式都是c。

石墨原子間構成正六邊形是平面結構,呈片狀。

金剛石原子間是立體的正四面體結構。

金剛石的熔點是3550℃,石墨的熔點是3652℃~3697℃(昇華)。石墨熔點高於金剛石。

從片層內部來看,石墨是原子晶體;從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來,石墨應該是混合型晶體);而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點反而高於金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內共價鍵的鍵長是1.42×10-10m,金剛石晶體內共價鍵的鍵長是1.

55×10-10m。同為共價鍵,鍵長越小,鍵能越大,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點應該更高。 (主要就是石墨的原子晶體屬性導致它的熔點變高)

2樓:匿名使用者

同素異形體

同素異形體,是相同元素組成,不同形態的單質。如碳元素就有金鋼石、石墨、無定形碳等同素異形體。

同素異形體由於結構不同,彼此間物理性質有差異;但由於是同種元素形成的單質,所以化學性質相似。

(1)碳的同素異形體有金剛石、石墨和碳60等富勒烯,它們的不同性質是由微觀結構的不同所決定的。

金剛石呈正四面體空間網狀立體結構,碳原子之間形成共價鍵。當切割或熔化時,需要克服碳原子之間的共價鍵,金剛石是自然界已經知道的物質中硬度最大的材料,它的熔點高。上等無暇的金剛石晶瑩剔透,折光性好,光彩奪目,是人們喜愛的飾品,也是尖端科技不可缺少的重要材料。

顆粒較小、質量略為低劣的金剛石常用在普通工業方面,如用於製作儀器儀表軸承等精密元件、機械加工、地質鑽探等。鑽石在磨、鋸、鑽、拋光等加工工藝中,是切割石料、金屬、陶瓷、玻璃等所不可缺少的;用金剛石鑽頭代替普通硬質合金鑽頭,可大大提高鑽進速度,降低成本;鑲嵌鑽石的牙鑽是牙科醫生得心應手的工具;鑲嵌鑽石的眼科手術刀的刀口鋒利光滑,即使用1000倍的顯微鏡也看不到一點缺陷,是摘除眼睛內白內障普遍使用的利器。金剛石在機械、電子、光學、傳熱、軍事、航天航空、醫學和化學領域有著廣泛的應用前景。

石墨是片層狀結構,層內碳原子排列成平面六邊形,每個碳原子以三個共價鍵與其它碳原子結合,同層中的離域電子可以在整層活動,層間碳原子以分子間作用力(範德華力)相結合。石墨是一種灰黑色、不透明、有金屬光澤的晶體。天然石墨耐高溫,熱膨脹係數小,導熱、導電性好,摩擦係數小。

石墨被大量用來做電極、坩堝、電刷、潤滑劑、鉛筆等。具有層狀結構的石墨在適當條件下使某些原子或基團插入層內與c原子結合成石墨層間化合物。這些插入化合物的性質基本上不改變石墨原有的層狀結構,但片層間的距離增加,稱為膨脹石墨,它具有天然石墨不具有的可繞性,回彈性等,可作為一種新型的工程材料,在石油化工、化肥、原子能、電子等領域廣泛應用。

(2)碳60 2023年,美國德克薩斯洲羅斯大學的科學家們製造出了第三種形式的單質碳c60, c60是由60個碳原子形成的封閉籠狀分子,形似足球,c60為黑色粉末,易溶於二硫化碳、苯等溶劑中。人們以建築大師b.富勒的名字命名了這種形式的單質碳,稱為富勒烯(fullarene)。

這是因為富勒設計了稱為球狀穹頂的建築物,而某些富勒烯的結構正好與其十分相似。c60曾又被稱足球烯、巴基球等,它屬於球碳族,這一類物質的分子式可以表示為cn,n為28到540之間的整數值,有c50、c70、c84、c240等,在這些分子中,碳原子與另外三個碳原子形成兩個單鍵和一個雙鍵,它們實際上是球形共軛烯。 富勒烯分子由於其獨特的結構和性質,受到了廣泛的重視。

人們發現富勒烯分子籠狀結構具有向外開放的面,而內部卻是空的,這就有可能將其他物質引入到該球體內部,這樣可以顯著地改變富勒烯分子的物理和化學性質。例如化學家已經嘗試著往這些中空的物質中加進各種各樣的金屬,使之具有超導性,已發現c60和某些鹼金屬化合得到的超導體其臨界溫度高於近年研究過的各種超導體,科學家預言c540有可能實現室溫超導;也有設想將某些藥物置入c60球體空腔內,成為緩釋型的藥物,進入人體的各個部位。在單分子奈米電子器件等方面有著廣泛的應用前景,富勒烯已經廣泛地影響到物理、化學、材料科學、生命及醫藥科學各領域。

3樓:趙之末

它們互為同素異形體,都是由碳元素組成。

其中「同」指的是由同種元素組成,「異」指的是它們的微觀結構不同。

4樓:天源達石墨

石墨是層狀結構,碳原子是sp2雜化,形成正六邊形,每個層狀結構就是這個六邊形構成,層與層之間是範德法力,作用比較弱,然後碳原子還有一個電子空餘,形成一個很大的π鍵,因此導電性、導熱性很好。

金剛石是共價晶體,碳原子是sp3雜化,形成正四面體結構,很穩定,因為碳原子由八個電子然後都是電子對,共價晶體。

金剛石,石墨和碳60三者之間的關係

5樓:kiss→佳

這與晶體的知識有關。一般來說非金屬單質為分子晶體,但有幾個是常見的特例回,金剛石,答矽晶體,sic,sio2,它們是原子晶體,本質區別就是微粒間作用力不同,分子晶體分子間為範德華力(也叫分子間作用力),或氫鍵。原子晶體中原子以共價鍵相連,形成一個空間網狀的結構,沒有單獨的分子,原子晶體的硬度和熔沸點都很高

石墨是過渡型晶體(也叫混合型晶體),它是一種特殊結構的晶體。我大致描述一下,這種晶體是一層一層的,每一層的碳碳原子間以共價鍵相連,層與層之間範德華力連線。有點像分子晶體與原子晶體的混合

金剛石與石墨與c60都是由c原子構成的,只是它們的c原子排列方式不同,從而造成了它們的物理性質有很大差異。

金剛石與石墨與c60是同素異形體。

6樓:箬竺

石墨與金剛石bai、du碳60、碳奈米管等都是碳元素zhi的單質,它們dao

互為同素異版形體。

金剛石和石墨不

權是同種物質,它們是由相同元素構成的同素異型體。 所不同的是物理結構特徵。二者的化學式都是c。

石墨原子間構成正六邊形是平面結構,呈片狀;金剛石原子間是立體的正四面體結構。

金剛石的熔點是3550℃,石墨的熔點是3652℃~3697℃(昇華)。石墨熔點高於金剛石。

從片層內部來看,石墨是原子晶體;從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來,石墨應該是混合型晶體);而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點反而高於金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內共價鍵的鍵長是1.42×10-10m,金剛石晶體內共價鍵的鍵長是1.

55×10-10m。同為共價鍵,鍵長越小,鍵能越大,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點應該更高。 (主要就是石墨的原子晶體屬性導致它的熔點變高)

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