由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同

来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/18 16:49:38
由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同
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由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同
由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同

由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同
金刚石
金刚石晶莹美丽,光彩夺目,是自然界最硬的矿石.在所有物质中,它的硬度最大.测定物质硬度的刻画法规定,以金刚石的硬度为10来度量其它物质的硬度.例如Cr的硬度为9、Fe为4.5、Pb为1.5、钠为0.4等.在所有单质中,它的熔点最高,达3823K.
金刚石晶体属立方晶系,是典型的原子晶体,每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键,构成正四面体.这是金刚石的面心立方晶胞的结构.
由于金刚石晶体中C—C键很强,所有价电子都参与了共价键的形成,晶体中没有自由电子,所以金刚石不仅硬度大,熔点高,而且不导电.
室温下,金刚石对所有的化学试剂都显惰性,但在空气中加热到1100K左右时能燃烧成CO2.
金刚石俗称钻石,除用作装饰品外,主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具,是重要的现代工业原料,价格十分昂贵.
石墨
石墨乌黑柔软,是世界上最软的矿石.石墨的密度比金刚石小,熔点比金刚石仅低50K,为3773K.
在石墨晶体中,碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键,构成六角平面的网状结构,这些网状结构又连成片层结构.层中每个碳原子均剩余一个未参加sp2杂化的p轨道,其中有一个未成对的p电子,同一层中这种碳原子中的m电子形成一个m中心m电子的大∏键(键).这些离域电子可以在整个儿碳原子平面层中活动,所以石墨具有层向的良好导电导热性质.
石墨的层与层之间是以分子间力结合起来的,因此石墨容易沿着与层平行的方向滑动、裂开.石墨质软具有润滑性.
由于石墨层中有自由的电子存在,石墨的化学性质比金刚石稍显活泼.
由于石墨能导电,有具有化学惰性,耐高温,易于成型和机械加工,所以石墨被大量用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯.
碳六十
20世纪80年代中期,人们发现了碳元素的第三种同素异形体——C60.
碳六十的发现和结构特点
1996年10月7日,瑞典皇家科学院决定把1996年诺贝尔化学奖授予Robert FCurl,Jr(美国)、Harold WKroto(英国)和Richard ESmalley(美国),以表彰他们发现C60.
1995年9月初,在美国得克萨斯州Rice大学的Smalley实验室里,Kroto等为了模拟N型红巨星附近大气中的碳原子簇的形成过程,进行了石墨的激光气化实验.他们从所得的质谱图中发现存在一系列由偶数个碳原子所形成的分子,其中有一个比其它峰强度大20~25倍的峰,此峰的质量数对应于由60个碳原子所形成的分子.
C60分子是以什么样的结构而能稳定呢?层状的石墨和四面体结构的金刚石是碳的两种稳定存在形式,当60个碳原子以它们中的任何一种形式排列时,都会存在许多悬键,就会非常活泼,就不会显示出如此稳定的质谱信号.这就说明C60分子具有与石墨和金刚石完全不同的结构.由于受到建筑学家Buckminster Fuller用五边形和六边形构成的拱形圆顶建筑的启发,Kroto等认为C60是由60个碳原子组成的球形32面体,即由12个五边形和20个六边形组成,只有这样C60分子才不存在悬键.
在C60分子中,每个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子相连,剩余的未参加杂化的一个p轨道在C60球壳的外围和内腔形成球面大∏键,从而具有芳香性.为了纪念Fuller,他们提出用Buckminsterfullerene来命名C60,后来又将包括C60在内的所有含偶数个碳所形成的分子通称为Fuller,中译名为富勒烯.

晕啊 是因为原子排列不同
金刚石是碳原子在空间构成连续坚固的骨结构
石墨是碳原子呈平面的层状结构
碳60分子是一种由60个碳原子构成的分子 ,型似足球

因为三者内部原子排列方式不同。

由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子的物理性质为什么不同 由碳原子构成的石墨、金刚石、碳60原子设计实验说明上述物质都由碳元素组成 金刚石由几个碳原子构成 60个吗石墨由几个碳原子构成? 金刚石,石墨,C60,碳纳米管都是由碳原子直接构成的, 石墨、金刚石、C60都是由碳原子构成,造成他们结构不同的原因是什么 金刚石 石墨 C60的碳原子_____相同金刚石和石墨是由_____直接构成的C60是由_____构成的 金刚石,石墨的化学结构一个金刚石（石墨）分子由几个原子构成 为什么石墨、金刚石由碳原子构成?石墨为什么导电,而金刚石不导电... 构成石墨、金刚石、碳六十的碳原子是有几个中字的碳原子啊 关于金刚石和石墨众所周知,金刚石和石墨都是由碳元素构成的,金刚石的原子排列是空间网状结构,而石墨是平面层状结构.请问决定碳原子排列方式的因素是什么? 金刚石 石墨 C60 碳纳米都是由碳原子构成的,具有相同的化学性质这句话对吗 金刚石,石墨 C60均是由碳原子构成的单质.这句话为什么是错的? 金刚石是由碳原子直接构成的吗 为什么C60是由原子构成还是由分子构成而金刚石和石墨是由原子构成C60是由分子构成的为什么金刚石和石墨却是原子构成的 C60、石墨、金刚石C60有60个原子构成,为什么不算由分子构成的物质、而算由原子直接构成的物质（石墨、金刚石也一样） 石墨和金刚石都是有碳原子构成的 但是为什么会排列不同呢 构成金刚石分子的最少原子是多少?石墨呢? 碳60是由分子构成的 还是原子构成的我觉得是由分子构成的 可是一些书上说 石墨 C60 金刚石……物理性质不同是因为原子的排列方式不同 那么如果C60由分子构成 怎么能说是原子的排列不同