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lim682金蟲 (小有名氣)
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[求助]
為什么石墨熔點(diǎn)比金剛石高？謝謝
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| 金剛石是原子晶體， 熔沸點(diǎn)很高的。 石墨是混合晶體 ，為什么熔點(diǎn)比金剛石還高呢？從結(jié)構(gòu)的角度 謝謝！ |
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【答案】應(yīng)助回帖
★ ★ ★
lim682(金幣+10): 謝謝 說的太好了 2011-05-14 11:05:42
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:19
lim682(金幣+10): 謝謝 說的太好了 2011-05-14 11:05:42
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:19
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石墨，是層狀結(jié)構(gòu)，C原子sp2雜化，與3個(gè)C原子形成西格瑪鍵，未雜化的1個(gè)p軌道形成大派鍵。 金剛石，是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C原子sp3雜化，與4個(gè)C原子成鍵。 sp2雜化中，s軌道的成分比sp3雜化更多，所以形成的共價(jià)鍵更短，更牢固，即石墨的層內(nèi)共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比金剛石的的鍵長(zhǎng)短，作用力更大，破壞化學(xué)鍵需要更大能量。 所以石墨的熔點(diǎn)比金剛石高。 |
2樓2011-05-14 10:06:20
liwei0808
新蟲 (初入文壇)
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10樓2011-05-17 19:16:32
lxdqq2003
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【答案】應(yīng)助回帖
★ ★
lim682(金幣+3): 謝謝 哈 2011-05-14 11:06:18
zeng1986kai(金幣+2): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:27
lim682(金幣+3): 謝謝 哈 2011-05-14 11:06:18
zeng1986kai(金幣+2): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:27
| 石墨是熱力學(xué)上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而金剛石是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，金剛石是原子晶體，空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨的每一層為網(wǎng)狀，而層與層之間是分子間作用力，它是介于分子晶體和原子晶體之間的晶體結(jié)構(gòu)。但由于鍵長(zhǎng)，石墨的層內(nèi)共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比金剛石的的鍵長(zhǎng)短，分子間的作用力更大，破壞化學(xué)鍵需要更大能量。 |
3樓2011-05-14 10:08:05
jiagle
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看了樓上的回答，雖然派送了2個(gè)ICEPI，卻仍然未準(zhǔn)確表達(dá)出石墨的熔點(diǎn)為什么會(huì)高于金剛石，甚至在概念上還出現(xiàn)了混亂，只好給個(gè)說法，以供參考： 1、不管石墨還是金剛石熔化都需要形成小分子碎片才能做到相對(duì)滑移，而熔化后的石墨和金剛石是不可區(qū)分的，也即它們的沸點(diǎn)會(huì)一樣的，只是熔化過程中要克服的作用力有差異。顯然，熔化過程中必須要打斷化學(xué)鍵，才能變成分子碎片，因此它們的熔化是化學(xué)變化，實(shí)際上，所有的原子晶體和離子晶體及金屬晶體的熔化都是化學(xué)變化。 2、石墨和金剛石成鍵方式不同，導(dǎo)致它們的結(jié)構(gòu)不同，石墨每個(gè)C原子形成3個(gè)sigma鍵和1個(gè)pi鍵，而金剛石每個(gè)C原子形成4個(gè)sigma鍵，僅從sigma鍵強(qiáng)弱比較，1個(gè)石墨中的sigma鍵略強(qiáng)于1個(gè)金剛石中的sigma鍵，因?yàn)槭胁捎胹p2雜化成鍵，而金剛石中采用sp3雜化成鍵，前者s成份多；但石墨中的pi鍵卻要弱于金剛石中的第4個(gè)sigma鍵，因此整體上，石墨中的3sigma+1pi要稍微弱于金剛石中的4sigma，如果僅照這樣分析，應(yīng)該是金剛石的熔點(diǎn)要略高于石墨才對(duì)！但什么原因?qū)е率娜埸c(diǎn)反而高于金剛石呢？這就是石墨層狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的另一種作用力，即范德華力，該范德華力不同于普通的范德華力，它是無數(shù)類似苯環(huán)間的pi-pi重疊產(chǎn)生的較強(qiáng)的分子間作用力，產(chǎn)生堆積效應(yīng)（stacking），這樣石墨中的（3sigma+1pi+pi-pi）>金剛石中的（4sigma），所以導(dǎo)致石墨的熔點(diǎn)反而高于金剛石。 |
15樓2014-01-15 09:21:47
4樓2011-05-14 17:08:46
5樓2011-05-14 18:14:58
【答案】應(yīng)助回帖
★ ★ ★
lim682(金幣+2): 謝謝 呵呵 2011-05-16 09:16:22
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:51
lim682(金幣+2): 謝謝 呵呵 2011-05-16 09:16:22
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:07:51
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金剛石的熔點(diǎn)是3550℃,石墨的熔點(diǎn)是3652℃～3697℃(升華)。石墨熔點(diǎn)高于金剛石。 從片層內(nèi)部來看,石墨是原子晶體；從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來,石墨應(yīng)該是混合型晶體)；而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點(diǎn)反而高于金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)是1.42×10－10m,金剛石晶體內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)是1.55×10－10m。同為共價(jià)鍵,鍵長(zhǎng)越小,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點(diǎn)應(yīng)該更高。 (主要就是石墨的分子晶體屬性導(dǎo)致它的熔點(diǎn)高) |
6樓2011-05-15 10:01:27
zwj0420
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7樓2011-05-16 10:23:40
zwj0420
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zeng1986kai(金幣+3): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:08:23
zeng1986kai(金幣+3): 謝謝應(yīng)助！ 2011-05-17 09:08:23
| 不好意思，我說錯(cuò)了，記錯(cuò)了，石墨是熱力學(xué)上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而金剛石是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，金剛石是原子晶體，空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨的每一層為網(wǎng)狀，而層與層之間是分子間作用力，它是介于分子晶體和原子晶體之間的晶體結(jié)構(gòu)。但由于鍵長(zhǎng)，石墨的層內(nèi)共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)比金剛石的的鍵長(zhǎng)短，分子間的作用力更大，破壞化學(xué)鍵需要更大能量。 同意這位的說法。補(bǔ)充一句金剛石加熱到1900攝氏度會(huì)轉(zhuǎn)化為石墨，石墨更穩(wěn)定。 |
8樓2011-05-16 10:36:13
lim682
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9樓2011-05-17 07:57:03
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