其实,稍微不了解钻石的人都不知道,原来贵重的钻石,竟与铅笔芯那石墨有着密切的关系!钻石和石墨,其实是两同胞,就像氯霉素和合霉素一样,它们的化学成分是一样的,但是分子式却完全不一样,这就造成了它们两的性质完全不一样。钻石与石墨是由碳原子组成的晶体,化学符号c。钻石坚硬无比,又叫金刚石,称得上极品的钻石是锥形的,而且通透无比,光在穿过钻石时又发生无数次折射,璀璨夺目,若你要买钻石,售货人员必定会问你买多少克拉。“克拉”是钻石的重量单位,1克拉=200毫克。50克拉的钻石已经算得上很名贵了。为什么钻石与石墨的化学成分完全一样,而性格却有天渊之别呢?这是因为它们的物理结构不一样。石墨是由碳原子一层一层堆叠起来的,就好像一沓扑克一样,扑克与扑克之间摩擦力很小,很容易把它们分开,石墨的结构就是这样。所以石墨被用作铅笔芯上,用纸这样的软物摩擦一下就可以留下痕迹。石墨很容易形成,所以价格便宜,登不了大雅之堂。钻石的结构不一样。是由十几个碳原子组成一个框架,有无数个这样的碳原子框架组成的。这里我无法给个图你,你只能自己去找。这样的结构,碳原子不易滑动,结合力很大,所以钻石很坚硬。钻石的形成很困难,必须有2000个大气压(也就是你身边气压的2000倍)再加上几千度高温,这样高温、高压才能形成,自然形成的钻石都是在地球内部形成的,里面有高压,还有岩浆的高温。钻石可以称得上是矿石。南非是世界上最大的钻石开采地。如果你去到一个钻石矿看看,在几百米的深处,工人都是赤裸工作的呢。
因为原子排列顺序不同 组成金刚石的碳原子呈晶格状,好像空心的蜂窝一样。这种结构使原子间相互的作用力很大,十分坚固。金刚石是硬度最大的一种物质,可以用来切割很坚硬的物体,划玻璃的刀头上就镶有金刚石。而组成石墨的碳原子为层状成片状。层与层之间很容易相对滑动,这种结构使石墨比较柔软。
1、金刚石和石墨的化学性质不相同,石墨和金刚石都是C的单质,但化学性质上是有差异的。
2、金刚石和石墨的性质不同的原因是原子排布不同。金刚石是四面体结构的,很稳定,而且各个原子间的键长相等,各原子的电子层稳定,不导电。而石墨是层状的,层与层之间的键长相对同一层之间要长,所以强度较低,电子层相对不稳定,导电。
3、金刚石的结构性质。金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。钻石的摩氏硬度为10;由于在自然界物质中硬度最高,钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度为352g/cm3,折射率为2417,色散率为0044。
4、石墨的性质特征。常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;高温下与氧反应燃烧,生成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物。碳具有还原性,在高温下可以冶炼金属。此外,近年的研究发现,石墨可以被氯磺酸溶解,形成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm,同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
成为导体的条件是否存在”载流子”存在空闲的电子科“空穴”,
针对金刚石(钻石):碳的外围四个电子都与其他碳原子形成稳定的碳架,没有在形成的空间内没有空闲的电子,也就不能导电了。
而石墨,虽然说它也是碳单质但是他的结构不同,他是空间片层结构,每个碳原子都与其他三个碳原子相连(形成六边形显蜂窝状),每个碳原子所空闲出来的电子,剧集在该层的一次,形成"派"(是个符号pai)键,即形成了传输电的通路。另外由于石墨的片层结构,每层间有较弱的作用力,石墨常用作润滑剂
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