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为何石墨的密度要比金刚石小得多?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-01-28 22:32   点击:129  编辑:admin   手机版

一、为何石墨的密度要比金刚石小得多?

根本原因是晶格不同金刚石是原子晶体,每个碳原子以sp3杂化与其余四个形成四个共价键,成正四面体结构,向周围延伸开,形成浑然一体的致密结构,这个结构很不容易变形.石墨是混晶,每个碳原子以sp2杂化与其余三个形成三个共价键,成平面三角形结构,多余的电子形成离域键,这个结构扩展开来只是形成一层原子,然后很多这样的层之间靠分子间力吸引结合在一起.可以看出这种多层重叠的结构整体上结合力不强,不如金刚石的稳定,层间可以滑动,错开,所以石墨比较软.如果用很多小球和棍模拟出这两种结构,就能真切感受金刚石结构的稳定与石墨的松散.//楼主还有不明白的请跟进~_~

二、关于石墨和金刚石的问题 石墨稳定还是金刚石稳定?石墨,金刚石哪个更硬?

它们的组成都是碳元素.只是原子的空间排列不同.

石墨能导电,是黑色的.

金刚石是最硬的,不能导电,是无色的.

应该是金刚石更稳定.金刚石更硬.

三、物质键能与本身能量关系?金刚石与石墨谁稳定,为什么?

本身能量越低,键能越大。

石墨比金刚石稳定。

金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃~3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。

从片层内部来看,石墨是原子晶体;从片层之间来看,石墨是分子晶体(总体说来,石墨应该是混合型晶体);而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。 (主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高)。

键能越强,物质单质的物理化学性质越稳定,与本身能量越强。石墨更稳定,单层的石墨烯是平面结构一层层叠起来,空间结构更简单更稳定。

四、写出金刚石转化为石墨的热化学方程式,并比较两者的稳定性

CO2(g) =C(s石墨)+O2(g) △H=393.4kJ/mol

C(s金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H=-397.3/mol

两式相加,得C(s金刚石) =C(s石墨) △H=-3.9/mol

金刚石转化为石墨是放热反应,即金刚石的能量比石墨高,因为能量越高越不稳定(因为更容易成为活化分子),所以石墨的稳定性更强。

可以看到两者从固态变成气态是石墨需要的能量少一些 但是 能量越多 越不稳定 两者从同一形态变为同一物质 所以说是金刚石更稳定

五、金刚石与石墨哪个更稳定?

石墨稳定,石墨吸收能量才能变成金刚石,故金刚石能量比较高,而研究表明同素异形体中,能量越低越稳定,所以,石墨的化学性质稳定.

当然是石墨稳定了。你说的稳定不是指化学性质,而是指硬度。硬度当然是金刚石了。

很难说哪一个比较稳定。金刚石的硬度是最大的,莫氏硬度为10,是世上最硬的物质。而石墨却是非金属单质中熔点最高的,比金刚石还要高。金刚石是典型的原子晶体,而石墨是原子晶体,分子晶体和金属晶体的混合晶体结构。而且金刚石和石墨在一定的条件下都可以相互转化,所以很难比较两者的稳定性。

石墨稳定,因为它的热力学能比金刚石小,也就是内能小,能力越小越稳定,至于硬度,是没有一点关系的,只是她们之间互相转换的焓变大,转换的条件难,如气压要非常的大,等等

石墨更稳定,首先是原子排列。其次由金刚石到石墨是放热的,能量越底越稳定。

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