化學 石墨與金剛石到底誰穩定詳細解答

2022-03-06 22:25:28 字數 4985 閱讀 6148

1樓:飛躍忘川

石墨比金剛石更穩定

1、金剛石是每個碳原子都以sp3雜化軌道與四個碳原子形成共價單鍵,每個原子分到2個價電子。石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合,而每個碳原子還有一個2p軌道,其中有一個2p電子。這些p軌道又都互相平行,並垂直於碳原子sp2雜化軌道構成的平面,形成了大π鍵。

因而這些π電子可以在整個碳原子平面上活動,類似金屬鍵的性質。每個原子分到8/3個價電子。所以石墨的鍵能比金剛石要大!

雖然石墨有層間範德華力,但是石墨的層內共價鍵比金剛石的共價鍵要短,能量高,因此化學性質相對穩定。

2、吸熱反應的實質是反應物的總能量低於生成物的總能量,反應c(石墨)=c(金剛石)為吸熱反應說明石墨的能量低於金剛石的能量,己知物質所含能量越低,性質越不活潑,越穩定;物質所含能量越高,性質越活潑,越不穩定,因此石墨比金剛石穩定.

3、從晶體結構的角度分析,雖然石墨和金剛石中,c都形成c-c鍵,但石墨中的c-c鍵的鍵長短,鍵能大,也說明石墨比金剛石穩定.

2樓:漫步聽雪

石墨穩定,金剛石在一定條件下可以轉化為石墨,而石墨很難轉換為金剛石(要不金剛石就不貴了)

3樓:趙

石墨穩定.

因為吸熱反應的實質是反應物的總能量低於生成物的總能量,反應c(石墨)=c(金剛石)為吸熱反應說明石墨的能量低於金剛石的能量,己知物質所含能量越低,性質越不活潑,越穩定;物質所含能量越高,性質越活潑,越不穩定,因此石墨比金剛石穩定.

從晶體結構的角度分析,雖然石墨和金剛石中,c都形成c-c鍵,但石墨中的c-c鍵的鍵長短,鍵能大,也說明石墨比金剛石穩定.

石墨與金剛石哪個穩定?

4樓:hao大森

金剛石轉化成石墨是個放熱反應,所以石墨更穩定。

化學性質是物質在化學變化中表現出來的性質。如所屬物質類別的化學通性: 酸性、 鹼性、 氧化性、 還原性、 熱穩定性及一些其它特性。

化學性質與化學變化是任何物質所 固有的特性,如 氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。

任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別於其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。

化學性質,例如"蠟燭能燃燒」,在化學性質的描述中,常常伴隨著「能、可以、會、易、具有」等的字眼。

化學性質與化學變化是任何物質所固有的特性,如 氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。

任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別與其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。

分子是保持物質化學性質的一種粒子, 如:饅頭遇到固體碘,碘溶液,碘蒸汽都會變成藍色

5樓:北京金久卓爾機械裝置製造****

石墨的能量低,比較穩定

1.從整體構架看,石墨的是平面六邊形而金剛石是立體網狀,只能說金剛石的物理性穩定,也就是說,拿金剛石比石墨要硬,但是具體到每一個晶塊的話,石墨的六邊形要穩定。

2.從能量的角度看,研究表明同素異形體中,能量越低越穩定。石墨變金剛石需要吸熱,能量越高的物質越不穩定,金剛石較石墨能量高,所以不穩定,石墨的熔點也高於金剛石。

從石墨到金剛石,由一個穩態到另一個穩態的過程,穩態度遞減。

6樓:匿名使用者

石墨穩定,石墨吸收能量才能變成金剛石,故金剛石能量比較高,而研究表明同素異形體中,能量越低越穩定,所以,石墨的化學性質穩定.

金剛石與石墨的關係

7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)

8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。

9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。

10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。

為什麼石墨比金剛石更穩定?

11樓:牧起雲高媼

金剛石是每個碳原子都以sp3雜化軌道與四個碳原子形成共價單鍵,每個原子分到2個價電子。石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合,而每個碳原子還有一個2p軌道,其中有一個2p電子。這些p軌道又都互相平行,並垂直於碳原子sp2雜化軌道構成的平面,形成了大π鍵。

因而這些π電子可以在整個碳原子平面上活動,類似金屬鍵的性質。每個原子分到8/3個價電子。所以石墨的鍵能比金剛石要大!

雖然石墨有層間範德華力,但是石墨的層內共價鍵比金剛石的共價鍵要短,能量高,因此化學性質相對穩定。

石墨有離域,所以有可以移動的電子,所以導電

12樓:匿名使用者

金剛石中每個碳原子被相鄰四個碳原子包圍,處於這四個碳原子的中心,並與他們形成共價鍵,成為正四面體結構,進一步形成立體網狀晶體,金剛石熔點》3550℃,沸點4827℃。屬於原子晶體。

石墨是層狀晶體,每一層內,原子排成六邊形,每個原子都與其它三個原子形成共價鍵,而層與層之間則是以範德華力,即分子間作用力結合。共價鍵使其熔點很高,範德華力使其容易滑動,硬度較小。石墨稱為過渡性晶體或混合型晶體。

樓上說金剛石不耐高溫純屬瞎掰~~

13樓:頓美戲旎

石墨是正六面體平行結構排列的,而金剛石是六面體網狀結構排列的,金剛石的硬度是比石墨大,但是穩定性不如石墨!石墨是金剛石繼續高溫煅烈後的產物所以比金剛石更穩定!

14樓:柴朋行凡

石墨能用作高溫作物機器的潤滑劑,因此應該是耐高溫的,而金剛石,有科學家在用放大鏡研究它時,不小心使他著火燒掉了,因此金剛石沒有石墨的耐高溫性,所以說石墨比較穩定吧

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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...

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