为什么石墨中碳碳键键长比金刚石中的要短?

来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/10/03 06:04:01
为什么石墨中碳碳键键长比金刚石中的要短?
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为什么石墨中碳碳键键长比金刚石中的要短?
为什么石墨中碳碳键键长比金刚石中的要短?

为什么石墨中碳碳键键长比金刚石中的要短?
石墨中的碳原子是sp2杂化,金刚石中的碳原子是sp3杂化
原理基本如同楼上所说,但不必这么麻烦.
石墨中碳碳之间由一根“西伽马”键和半根“派”键（其实是离域大派键）键合（引号中为发音,打不出希腊字母.）,而金刚石中碳碳之间只有一根“西伽马”键.很明显,前者键级1.5,后者键级只有1,而且都是碳碳键,故前者键能比较大,也就是碳碳之间距离更短.

因为石墨的层状结构中存在很大的一个共轭体系，所以可以导电，键长也相应的短一些。

石墨中碳碳键与金刚石中的碳碳键同属杂化轨道,只是不同的在于石墨中的杂化是sp2杂化,而金刚石中的是sp3杂化.
所谓sp2杂化,就是2s轨道和两根2p轨道的杂化,而sp3杂化是2s轨道和三根2p轨道的杂化.所以每根sp2杂化轨道是由三分之一根2s和三分之二根2p轨道组成,而每根sp3杂化轨道有四分之一跟2s和四分之三根2p轨道组成.
我们知道2s轨道比2p能量低,距原子核更近.

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石墨中碳碳键与金刚石中的碳碳键同属杂化轨道,只是不同的在于石墨中的杂化是sp2杂化,而金刚石中的是sp3杂化.
所谓sp2杂化,就是2s轨道和两根2p轨道的杂化,而sp3杂化是2s轨道和三根2p轨道的杂化.所以每根sp2杂化轨道是由三分之一根2s和三分之二根2p轨道组成,而每根sp3杂化轨道有四分之一跟2s和四分之三根2p轨道组成.
我们知道2s轨道比2p能量低,距原子核更近.
所以石墨中碳碳键含更多的能量较低的轨道,形成的碳碳键也自然更接近原子核,那么碳碳键也就相对金刚石来说更短了.

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