石墨和金剛石聽起來沒有什么關系,但實際上它們都是由同一種元素構成的,都屬于碳元素組成的碳單質,二者的化學式都是C,化學性質基本相同,是由相同元素碳構成的同素異型體。
石墨和金剛石的區(qū)別是什么
石墨和金剛石是同素異形體,雖然都是碳元素構成的,但它們并不是同種物質,在很多方面都存在一定的區(qū)別,包括:
1、晶體結構不同
石墨是正六邊形的晶體結構,并且它屬于分子晶體,天然石墨會有鱗片一樣的質感。金剛石則是正八邊形的結構,它屬于原子晶體,相互之間是正四面體的。
2、外觀顏色不同
石墨一般是深灰色的,它的表面會散發(fā)著像金屬一樣的光澤。金剛石則是顏色更多,它有無色的,也有半透明的,還有全透明的,也有黑色的,但其中無色的是更好的,半透明的次之,黑色的較差
3、物理化學特性不同
石墨的硬度要低于金剛石,后者被稱為自然界里面存在的最堅硬的物體,所以石墨是相對質地較軟的。但是在化學特性石墨的熔點要比金剛石高,所以它更耐熱和耐高溫以及腐蝕。
4、適合用途不同
石墨因為它質地稍軟但熔點很高的特性,比較適合做高溫潤滑劑、筆芯、電池電極、化工管道等等。金剛石因為硬度超高,適合做鉆探機的鉆頭、玻璃刀、裝飾品等等。
三、石墨和金剛石哪個更穩(wěn)定
常溫下石墨更穩(wěn)定,高壓條件下金剛石的化學性質比石墨穩(wěn)定常溫條件下,金剛石化學穩(wěn)定性比石墨差,因為每兩個碳原子都是單鍵,而石墨單層六個碳原子之間都有一個大T鍵,這使得石墨碳碳鍵能更高,鍵能越高則越穩(wěn)定。同時計算金剛石轉換為石墨在標準狀態(tài)下的吉布斯自由能可以得到一人負值,說明金剛石在常壓下會自發(fā)的趨向于轉變?yōu)槭?/p>
雖然單看鍵能論化學性質的話確實是石墨更加穩(wěn)定,但任何化學反應都會趨向于一個更穩(wěn)定的狀態(tài),在高壓下雙層石墨會自發(fā)地轉變成為金剛石結構,因而在高壓條件下金剛石的化學性質比石墨穩(wěn)定
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