石墨金剛石都是由什麼構成
金剛石、石墨都是碳元素組成的單質。由於碳原子的排列方式不同,導致金剛石和石墨的物理性質存在很大差異。碳原子(carbon)的化學符號是:C,元素原子量:12.011,質子數:6,原子序數:6。
金剛石結構的原型是金剛石晶體,又稱鑽石。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。
石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵,每個碳原子與另外三個碳原子相聯,六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環,伸展形成片層結構。
在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道,它們互相重疊,形成離域的π鍵電子在晶格中能自由移動,可以被激發,所以石墨有金屬光澤,能導電、傳熱。由於層與層間距離大,結合力(範德華力)小,各層可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質軟並有滑膩感。
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