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1 # 使用者2292948274874
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2 # 使用者1465424935672
雖然金剛石和石墨都是由碳原子組成,但是二者碳原子的組合排列方式存在很大差異。金剛石是立方晶體結構,金剛石結構中的每個原子與相鄰的4個原子形成正四面體。
在金剛石晶體中,每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。由於金剛石中的C-C鍵很強,所以金剛石硬度大,熔點極高;又因為所有的價電子都被限制在共價鍵區域,沒有自由電子,所以金剛石不導電。
石墨全部以sp2雜化軌道和鄰近的三個碳原子形成三個共價單鍵並排列成平面六角的網狀結構,這些網狀結構以范德瓦耳斯力聯成互相平行的平面,構成層片結構。層內原子間距0.142nm,層間距0.335nm。它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層間的距離為3.40?,同一網層中碳原子的間距為1.42?。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。石墨晶體中層與層之間相隔340pm,距離較大,是以範德華力結合起來的,即層與層之間屬於分子晶體。但是,由於同一平面層上的碳原子間結合很強,極難破壞,所以石墨的溶點也很高,化學性質也穩定。
根本原因是晶格不同金剛石是原子晶體,每個碳原子以sp3雜化與其餘四個形成四個共價鍵,成正四面體結構,向周圍延伸開,形成渾然一體的緻密結構,這個結構很不容易變形.石墨是混晶,每個碳原子以sp2雜化與其餘三個形成三個共價鍵,成平面三角形結構,多餘的電子形成離域鍵,這個結構擴充套件開來只是形成一層原子,然後很多這樣的層之間靠分子間力吸引結合在一起.可以看出這種多層重疊的結構整體上結合力不強,不如金剛石的穩定,層間可以滑動,錯開,所以石墨比較軟.如果用很多小球和棍模擬出這兩種結構,就能真切感受金剛石結構的穩定與石墨的鬆散.// 樓主還有不明白的請跟進 ~_~