金刚石、石墨都是碳元素组成的单质 。由于碳原子的排列方式不同,导致金刚石和石墨的物理性质存在很大差异 。碳原子(carbon)的化学符号是:C,元素原子量:12.011,质子数:6,原子序数:6 。
金刚石结构的原型是金刚石晶体 , 又称钻石 。在金刚石晶体中,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 。由于金刚石中的C-C键很强,所以金刚石硬度大,熔点极高;又因为所有的价电子都被限制在共价键区域 , 没有自由电子,所以金刚石不导电 。
石墨是原子晶体、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 。
【石墨金刚石都是由什么构成】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(范德华力)小,各层可以滑动 , 所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感 。
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