金刚石和石墨的晶体结构与其性能的关系(金刚石和石墨的晶体结构分析,回答为什么金刚石) 以及金刚石和石墨的晶体结构:& nbsp& nbsp以及金刚石和石墨的晶体结构之一。& nbsp& nbsp1.钻石的晶体结构:& nbsp& nbsp钻石是一种典型的原子晶体，其中的基本结构粒子是碳原子。 每个碳原子与sp3杂化轨道中的4个碳原子形成共价单键，键长15.5nm，键角109° 28′，形成正四面体。 每个碳原子位于正四面体的中心，周围的四个碳原子位于四个顶点，在空之间形成连续牢固的骨架结构。 因此，整个晶体可以看作是一个巨大的分子。 因为C-C键的键能较高(347kJ/mol)，价电子全部参与共价键的形成，所以晶体中没有自由电子。所以钻石是自然界最坚硬的固体，熔点高达3550℃，不导电。 & nbsp& nbsp& nbsp2.石墨的晶体结构:& nbsp& nbsp石墨晶体是一种混合键型晶体。 石墨中的碳原子以sp2杂化轨道通过σ键与三个相邻碳原子结合，形成六边形蜂窝状平面层状结构，每个碳原子有一个2p轨道，带一个2p电子。 这些P轨道相互平行，垂直于碳原子sp2杂化轨道形成的平面，形成大π键。 所以这些π电子可以在碳原子的整个平面上运动，类似于金属键的性质。 平面结构的各层通过分子间力(范德华力)结合。形成石墨晶体 石墨具有金属光泽，在层平面方向具有良好的导电性。 由于层与层之间的分子间作用力较弱，石墨晶体的层容易滑动，石墨在工业上用作固体润滑剂。 & nbsp& nbsp& nbsp钻石的第二种晶体结构 石墨:& nbsp；& nbsp世界上的钻石主要产于非洲。近年来，我国也发现了具有工业开采价值的金刚石矿。 钻石也可以人工合成。它是以石墨为原料，以FeS为溶剂，在高温高压下制成的。 人造金刚石在某些方面(如耐久性)优于天然金刚石，金刚石制成的钻具已广泛应用于石油和地质钻探。 & nbsp& nbsp& nbsp它是最坚硬的钻石材料，平均比重为3.5。在室温下，它对所有化学试剂都是惰性的。在空气体和氧气中加热到800℃左右，能燃烧产生二氧化碳，熔点(3570℃)是所有元素中最高的。 & nbsp& nbsp& nbsp钻石是一种典型的原子晶体。每个碳原子与sp3杂化轨道中的四个碳原子形成共价单键，形成正四面体排列。 因为C-C键的键能较高(83kcal/mol)，所有价电子都参与共价键的形成，所以晶体中没有自由电子。所以，钻石不仅硬度高，熔点高，而且不导电。 & nbsp& nbsp& nbsp碳的另一种简单物质是石墨。 与钻石不同，石墨很软，灰黑色，比重2.2，熔点3527℃。它对化学试剂呈惰性，能导电。 & nbsp& nbsp& nbsp石墨的性质取决于石墨晶体的结构。 在石墨晶体中，碳原子与sp2杂化轨道中相邻的三个碳原子形成共价单键，并且它们以六边形平面网络结构排列，并且这些网络结构连接成相互平行的平面以形成层状结构。 石墨晶体:& nbsp；& nbsp石墨片层通过分子间力结合，而不是化学键。 所以石墨片容易滑动。 不参与杂化的P电子相对自由，相当于金属晶体中的自由电子，所以石墨是软的，具有导电导热等基本性质。 & nbsp& nbsp& nbsp在隔绝空气体的条件下，金刚石加热到1000℃就能转变成石墨:& nbsp& nbsp这种转变是放热反应，说明石墨晶体的能量低于金刚石，所以石墨是更稳定的晶型。 & nbsp& nbsp& nbsp石墨广泛用于制造电极、坩埚、刷子等。因为它具有耐高温(高蒸发温度)、耐化学性以及导电性和导热性。此外，由于其柔软的质量和层状结构，它还用于制造铅笔芯、颜料和润滑剂。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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