金刚石和石墨物理性质不同的原因

  结构可以决定性质,金刚石和石墨都由碳原子构成,但是因为原子排列方式不同,导致很多物理性质有很大差异。下面我们就来学习金刚石和石墨物理性质不同的原因。



  

  金刚石和石墨的物理性质

  
  石墨和金刚石都属于碳单质,二者的化学式都是C,他们的化学性质完全相同。但金刚石和石墨不是同种物质,它们是由相同元素构成的同素异型体,具有不同的物理性质。例如:
  
  1、硬度: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、有滑腻感。
  
  2、熔点:金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃~3697℃。石墨熔点高于金刚石。
  
  3、导电性:因为有大量自由电子存在,所以石墨能导电。而金刚石基本没有自由电子,所以基本不导电。
  

  金刚石和石墨的结构

  
  金刚石和石墨物理性质不同的主要原因是两者的分子结构不同。
  
  石墨原子间构成正六边形是平面结构,呈片状。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相互作用结合,由于距离比较大,碳原子的相互作用较弱,因此很容易沿着与层面平行的方向滑动、裂解。
  
  金刚石原子间是立体的正四面体结构。每个碳原子都与周围的4个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合。“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.155nm,从而形成致密的三维结构。
  
  以上就是金刚石和石墨物理性质不同的原因。通过对比金刚石和石墨的不同,可以很明显地感受到结构对物化性质的重要影响。

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