石墨和金剛石都屬于碳單質(zhì),他們的化學(xué)性質(zhì)完全相同,但金剛石和石墨不是同種物質(zhì),它們是由相同元素構(gòu)成的同素異型體。所不同的是物理結(jié)構(gòu)特征。 二者的化學(xué)式都是C。 石墨原子間構(gòu)成正六邊形是平面結(jié)構(gòu),呈片狀。 金剛石原子間是立體的正四面體結(jié)構(gòu)。 金剛石和石墨的熔點(diǎn)比較: 金剛石的熔點(diǎn)是3550℃,石墨的熔點(diǎn)是3652℃~3697℃(升華)。石墨熔點(diǎn)高于金剛石。 從片層內(nèi)部來看,石墨是原子晶體;從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來,石墨應(yīng)該是混合型晶體);而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點(diǎn)反而高于金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長是1.42×10-10m,金剛石晶體內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長是1.55×10-10m。同為共價(jià)鍵,鍵長越小,鍵能越大,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點(diǎn)應(yīng)該更高。(主要就是石墨的原子晶體屬性導(dǎo)致它的熔點(diǎn)變高)。
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