题目

金刚石和石墨的物理性质

提问时间：2020-05-09

答案

石墨：：是碳的一种同素异形体,是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体.在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构.在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域的π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热.由于层与层间距离大,结合力小,质软并有滑腻感.灰黑,不透明固体,密度2.25g/cm3,熔点3652℃,沸点4827℃,硬度1.化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应.687℃在氧气中燃烧生成二氧化碳.可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化.可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等.
金刚石：是碳的一种同素异形体,典型的原子晶体.碳原子形成4个sp3杂化轨道,以共价键彼此相连,每个碳原子都处于与它相联的四个碳原子所组成的正四面体的中心,组成了晶体,整个晶体可以看成是一巨型分子.晶体属等轴晶系,常为八面体晶形.纯品无色透明、有强烈光泽,因含杂质呈蓝色、天蓝色、淡黄色、红色或黑色.密度3.15～3.53g/cm3,熔点3550℃,沸点4827℃,硬度10,是最硬的物质.不导电.在紫外线下显淡青蓝色荧光.与各种化学试剂不起反应,777℃时能在氧气中燃烧生成二氧化碳.用作高级的研磨、钻孔、切割、拉丝工具.透明的经过琢磨称为钻石,是一种华贵的装饰品.自然界有少量金刚石矿.用人工方法可制造金刚石,如石墨在高温高压和催化剂作用下可转化成金刚石.