金剛石和石墨一樣嗎?金剛石和石墨哪個穩定?

時間 2023-05-31 06:18:08

1樓:康小寧

你能想到普通的鉛筆和晶瑩剔透的鑽石其實是「孿生兄弟」嗎? 2023年,英國倫敦有一位化學家,別出心裁地燃燒鑽石,閃光的寶石竟變成了二氧化碳氣體。這使他明白了一個道理,即金剛石是碳的化身。

20世紀初,科學家們又證明石墨和碳是一家。從此證明了堅硬的金剛石與軟、脆的石墨、木炭是「孿生兄弟」。金剛石、石墨和炭黑有各自不同的外貌,卻都是碳元素構成的。

科學家把這類由同種元素構成的不同性質的物質,叫做同素異形體。那麼,為什麼由同一種碳原子組成的物質,外貌、性質卻大不相同呢?科學家研究後,發現原來是 由於原子的排列形式不一樣引起的。

金剛石結構中,每一個碳原子周圍有四個碳原子,距離都是相等的,原子之間組成 一個強有力的整體。而石墨內部的一個碳原子同相鄰的四個原子間的距離是不相等的。離得較遠的兩原子之間的「拉力」較弱,容易斷裂「分手」,這樣,金剛石和石墨就出現了硬和軟的不同「個性」。

人們總以為光彩奪目的金剛石最貴重,其實這是帶雜質的金剛石。純淨的金剛石應該是無色透明的。金剛石比同體積的水重三倍半,又硬得出奇,可以用來刻劃玻璃和製做鑽機的鑽頭,開採石油。

石墨是鬆軟的、不透明的灰黑色細鱗片狀的晶體,它同金剛石恰恰相反,是最軟的礦物之一。把石墨和黏土混合,就可以用來做鉛筆芯。摻的粘土越多,鉛筆芯越硬。

乾電池中的碳精棒,也是它的一種「化身」。炭黑是極細的碳粉末,是比較純粹的無定形碳。它在黑色的油墨裡充當了顏料的「主角」。

2樓:峰佘無敵

是碳原子構成的嘛,如果說是,那麼為何兩者性狀差異如此之大,而且很多領域不能夠相互替代(科學真理教徒也許會拿石墨戒指去求婚,反正都是碳原子);如果說不是,那麼為何有人質疑中藥阿膠和普通食用明膠成分沒有大差異,所以就沒有藥效?以此類推,現代營養學認定人的生命基礎物質反正無外乎維生素蛋白質脂肪碳水化合物之類,為何我們還要吃各種美食?每天嗑藥打點滴不就行了嗎?

為什麼覺得林志玲高圓圓飾女神而鳳姐就是恐龍?反正在解剖學意義都是雌性生物體,在分子生物學層面上都是一大堆有機鹽嘛!有人說我又要噴科學真理教徒了,對,就是要揭開他們封之為神的建立在還原論和機械唯物論基礎上的現代醫學的諸多荒謬之處!

3樓:liudongyan無悔

碳原子排列結構不同,所以石墨質軟,金剛石磨石硬度是10

金剛石和石墨哪個穩定?

4樓:生活達人小菜

石墨的能量低,比較穩定。

1、從整體構架看,石墨的是平面六邊形而金剛石是立體網狀,只能說金剛石的物理性穩定,也就是說,拿金剛石比石墨要硬,但是具體到每一個晶塊的話,石墨的六邊形要穩定。

2、能量的角度看,研究表明同素異形體中,能量越低越穩定。石墨變金剛石需要吸熱,能量越高的物質越不穩定,金剛石較石墨能量高,所以不穩定,石墨的熔點也高於金剛石。從石墨到金剛石,由一個穩態到另一個穩態的過程,穩態度遞減。

石墨的主要用途:

1、作耐火材料:石墨及其製品具有耐高溫、高強度的性質,在冶金工業中主要用來製造石墨坩堝,在鍊鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑,冶金爐的內襯。

2、作導電材料:在電氣工業上用作製造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極,石墨墊圈、**零件,電視機映象管的塗層等。

金剛石與石墨誰更穩定?

5樓:ray聊教育

石墨更穩定。石墨是碳的一種同素異形體,為灰黑色、不透明固體,化學性質穩定,耐腐蝕,同酸、鹼等藥劑不易發生反應。在氧氣中燃燒生成二氧化碳,可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。

可用作抗磨劑、潤滑劑,高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑,還可用於製造坩堝、電極、電刷、乾電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。

石墨在機械工業中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在-200~2000℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。

許多輸送腐蝕介質的裝置,廣泛採用石墨材料製成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。

石墨和金剛石是同一物質嗎?

6樓:

不是剛石可以用來切割玻璃、做鑽頭,因為它的硬度很大;石墨可以用來做鉛筆芯、潤滑劑,這是因為它很軟、有滑膩感。按照莫氏硬度標準,金剛石為最高階。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。

金剛石和石墨同樣由碳原子構成,金剛石為什麼會如此的堅硬,這取決於它的分子結構。

下圖是金剛石的結構模型。每個碳原子都與周圍的4個碳原子通過強烈的相互作用緊密結合。「緊密結合」的兩個碳原子之間的距離約為0.

155nm,從而形成緻密的三維結構,正是這種緻密的結構,使得金剛石成為天然存在的最堅硬的物質。

而石墨是層狀的結構,就一個片層而言,每1個碳原子會與其周圍的3個碳原子通過強烈的相互作用緊密結合,「緊密結合」的兩個碳原子之間的距離約為。在石墨中層與層之間相距為0.

335nm,由於距離比較大,碳原子的相互作用較弱,因此很容易沿著與層面平行的方向滑動、裂解,所以石墨很軟、有滑膩感。

金剛石和石墨相比,結構更為緻密。金剛石的密度大約是石墨的倍左右(金剛石的密度約為3.

石墨的密度約為。

23g/cm³)。

碳原子通過強烈的相互作用(化學鍵)緊密結合時,原子間的距離越小,相互作用越強。在石墨的一個片層中,碳原子間的距離比金剛石小,相互作用更強,更難被破壞,所以石墨的熔點更高。

如下表所示,金剛石和石墨的熔點不同,但沸點卻相同,這又是為什麼呢?物質的物態變化與微粒間的距離是有一定關係的。石墨和金剛石熔化以後,碳原子原來的排列方式被打破,原子間的距離相等,相互作用強度也相同,所以沸點相同。

我們都知道,石墨具有導電性。這與石墨的結構也有密切關係。碳原子最外層有4個電子,在石墨的一個片層中,每個碳原子會與其周圍的3個碳原子通過「共用電子對」形成強烈的相互作用(化學鍵),每個碳原子只有3個最外層電子參與這種「力」的形成,這樣就會剩下1個自由電子。

因為有大量自由電子存在,所以石墨能導電。而金剛石中每個碳原子與其周圍的4個碳原子通過「共用電子對」形成強烈的相互作用,碳原子最外層的4個電子幾乎都參與了這種「力」的形成,基本沒有自由電子,所以基本不導電。

結構可以決定性質,金剛石和石墨都由碳原子構成,但是因為原子排列方式不同,導致很多物理性質有很大差異。

7樓:匿名使用者

石墨和金剛石不是同一類物質,它們屬於同素異形體,雖然它們由同一種化學元素組成,但是組成結構不同導致物理性質不同,它們的物理性質差別很大。

8樓:匿名使用者

這個是錯的。它們是互為同素異形體。都是碳元素組成的單質。但不是同一物質。

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