⑴ 物理化學性質
一、力學性質
硬度金剛石是自然界目前已知材料中最硬的物質,其相對硬度(莫氏硬度)為10,顯微硬度(正方錐壓入法)為98588MPa。金剛石絕對硬度是石英的1000倍,是剛玉的150倍。金剛石的產地、礦床類型及顏色不同,其硬度不同。同一金剛石不同晶面上硬度也不同,雜質會對硬度產生影響,如含鉻使金剛石硬度降低,韌性增大;含氮則金剛石硬度較高而脆性增大。硬度具有明顯的各向異性,八面體{111}晶面上的硬度>菱形十二面體{110}晶面上的硬度>立方體{100}晶面上的硬度>四角三八面體{211}晶面上的硬度。
同一晶面不同方向上硬度也不同,在(100)面上,對角線[011]方向的硬度>正四方形邊[001]、[010]方向的硬度;在(110)面上,對角線[111]方向的硬度遠大於[001]方向的硬度;在(111)面上各方向硬度相近。
脆性金剛石雖然很硬,但性脆,在一定的沖擊力下會沿晶體{111}解理面裂開。金剛石的脆性與晶體的內應力、裂縫及其他缺陷有關。晶體的內應力大、具有裂縫和其他缺點的晶體,在較低的沖擊下就能被劈開。
密度金剛石的密度一般為3.47~3.56g/cm3,質純、結晶完好的金剛石密度為3.52g/cm3。金剛石的顏色不同,晶體中包裹體的種類和數量不同,密度也不同。
解理金剛石具有{111}中等解理和平行{110}、{221}的不完全解理。因為其結構中{111}面網內鍵的相對密度最大,為4.619/a2,面網間鍵的相對密度最小,為2.309/a2;{110}面網內鍵的相對密度為2.828/a2,僅次於{111}面網,面網間相對密度為2.828/a2,僅高於{111}。其他面網間鍵的相對密度遠遠超過其面網內的相對密度,因而不易產生平行其面網的解理,而是產生不規則的貝殼狀斷口。Ⅱ型金剛石的解理面通常較Ⅰ型平滑。少數金剛石可發生塑性變形,系沿{111}方向產生滑移所致。
斷口金剛石的斷口具有很復雜的結構,但常以貝殼狀或參差狀為特徵。
二、光學性質
顏色純凈的金剛石無色,但比較少見。多呈不同顏色,如黃色、綠色、棕色、玫瑰色、藍色、灰色、黑色等。金剛石的顏色與所含雜質及結構缺陷有關。如黃色可由含Ti4+和Fe3+引起,或由結構中的缺陷中心造成。Ⅰb型金剛石含順磁性單原子氮,常呈琥珀黃色,但這種形式的氮含量更高時會出現綠色。Ⅱb型金剛石含硼,使晶體常具藍色或天藍色。玫瑰色和煙色不是由雜質所致,而是結構呈色。灰色和黑色則可能由結構缺陷或含深色包裹體(主要是石墨)所致。
光澤金剛石常具有金剛光澤,但少數為油脂光澤、玻璃光澤,甚至無光澤。這是由於長期的化學腐蝕、射線影響、外來物質侵入以及表面為其他物質覆蓋而光澤暗淡。
透明度純凈的金剛石晶體是透明的,但有些金剛石為半透明,甚至不透明。
折光率純凈者達2.40~2.48,在透明礦物中折光率最高。折光率愈高,對光的反射力愈強。經過特殊設計和加工的金剛石,可以把射入各個面和射入內部的光線幾乎全部反射出去。折射率隨波長改變明顯:396.9nm,n=2.4653;486.1nm,n=2.4354;656.3nm,n=2.4103;762.8nm,n=2.4024。均質體,但常呈異常雙折射,可能由結構缺陷造成的內應力所引起。
色散性金剛石具有高度的色散性,其色散系數達0.063,也是透明礦物中的最大者。色散系數愈大,分光效果愈好。當一束白光射入琢磨好的金剛石中時,因色散效應,可分成不同顏色的光,使得金剛石光彩奪目。
異常干涉色等軸晶系礦物,在正交偏光鏡下的干涉色應為黑色,但很多金剛石呈異常干涉色,如灰色、黃色、粉紅色、褐色等。
發光性金剛石在陰極射線下發鮮明的綠色、天藍色、藍色熒光;在X射線下發中等亮度或較微弱的天藍色熒光,極少數不發光;在紫外線下發鮮明或中等亮度的天藍色、紫色、黃綠色熒光;日光曝曬後在暗室里發淡青藍色磷光。Ⅱb型金剛石在波長365nm的光照射下不發光,但用短波紫外線(253.7nm)照射後顯示淺藍色,有時呈紅色磷光。
三、熱學性質
熱導率金剛石是較好的熱良導體,其熱導率不等,一般為138.16W/(m·K)。Ⅰb和Ⅱa型金剛石熱導性特別好,Ⅰb及Ⅱ型含氮量低,均具有很高的熱導率,適於作散熱元件。金剛石的熱導率隨溫度而異。在液氮溫度下為銅的25倍,室溫下為銅的5倍,具有超導熱性。
熱膨脹性金剛石在低溫時線膨脹系數極小,隨溫度升高線膨脹系數迅速增大。
耐熱性金剛石在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中燃點為850~1000℃,在絕氧不加壓的真空條件下,金剛石加熱至1800~1900℃可轉變為石墨。在金剛石燃燒時火焰呈藍色。
四、電磁性能
導電性Ⅰ型和Ⅱa型金剛石為絕緣體,室溫下電阻率為1014~1015Ω·cm,隨著溫度的升高,電導率有所增大。Ⅱb型金剛石具有良好的半導體性能。
介電常數金剛石的相對介電常數在15℃時為16~16.5,其數據隨測定時的電場強度、頻率和室溫而異。
光電性用波長210~300nm的紫外線照射金剛石時,會有光電流產生。用紅外和紫外線同時照射時,其光電導將增加近兩倍。相同條件下,Ⅱ型比Ⅰ型金剛石的電流大若干數量級。
摩擦電性金剛石與玻璃、硬橡膠、有機玻璃表面摩擦時均產生摩擦電荷。摩擦電荷的符號為正,大小隨摩擦時間而異。
磁性純凈的金剛石為非磁性,當含有磁性包裹體時具有一定磁性。
五、表面性質
金剛石表面具有親油性和疏水性。金剛石由非極性的碳原子所組成,對水的H+和OH-不產生吸附作用,即水對金剛石不產生極化作用,故金剛石具疏水性。天然金剛石亦有疏油親水者,主要原因是:①表面覆蓋有氧化薄膜或硅酸鹽礦物薄膜,使表面鍵性改變而變為親水;②微量元素的混入,使晶體內部構造或表面鍵性發生改變;③受射線作用,地質應力作用,酸鹼長期腐蝕、雜質機械混入和包裹體的影響等,其新鮮表面潤濕接觸角為80°~120°。自然界中的金剛石表面往往被污染,因而潤濕觸角變小。
六、化學性質
金剛石具有很好的化學穩定性,耐酸、耐鹼,高溫下也不與濃的HF,HCl,HNO3反應。只有在Na2CO3,KNO3的熔融體中,或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時,表面才稍微有氧化現象。其他性質見表14-2。
表14-2 金剛石的性質一覽表
⑵ 物理性質和化學性質分別包含哪些
物理性質是
從
顏色
味道(嗅覺)
水溶性
密度
之類方面說的
化學性質是它容易和哪類物質反應
酸鹼性啊
等等
就是說物理性質主要是從宏觀這個物質來講
化學性質是從分子結構來分析
⑶ 物理性質和化學性質有哪些
物理性質是物質不需要發生化學變化就表現出來的性質,例如顏色、狀態、氣味、密度、熔點、沸點、硬度、溶解性、延展性、導電性、導熱性等,這些性質是能被感觀感知或利用儀器測知的。
化學性質是物質在化學變化中表現出來的性質。如所屬物質類別的化學通性:酸性、鹼性、氧化性、還原性、熱穩定性及一些其它特性。
⑷ 物理化學性質是什麼意思
化學性質是物質在化學變化中表現出來的性質。如所屬物質類別的化學通性:酸性、鹼性、氧化性、還原性、熱穩定性及一些其它特性。
化學性質與化學變化是任何物質所固有的特性,如氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。
任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別於其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。
物質的物理性質如:顏色、氣味、狀態、是否易融化、凝固、升華、揮發,還有些性質如熔點、沸點、硬度、導電性、導熱性、延展性等,可以利用儀器測知。
還有些性質,通過實驗室獲得數據,計算得知,如溶解性、密度等。在實驗前後物質都沒有發生改變。這些性質都屬於物理性質。
如水的蒸發;蠟燭質軟,不易溶於水,一般石蠟成白色;紙張破碎等。不通過化學變化就可以表現出來的性質就是物理性質。經過化學變化表現出來的性質就是化學性質。
(4)物理化學性質有哪些擴展閱讀:
一、判斷方法
如可燃性、穩定性、不穩定性、熱穩定性、酸性、鹼性、氧化性、助燃性、還原性、絡合性、毒性、腐蝕性、金屬性、非金屬性跟某些物質起反應呈現的現象等。用使物質發生化學反應的方法可以得知物質的化學性質。
例如,碳在空氣中燃燒生成二氧化碳;鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水;加熱KClO3到熔化,可以使帶火星的木條復燃,表明KClO3受熱達較高溫度時,能夠放出O2。因此KClO3具有受熱分解產生O2的化學性質。
化學性質的特點是測得物質的性質後,原物質消失了。如人們可以利用燃燒的方法測物質是否有可燃性,可以利用加熱看其是否分解的方法,測得物質的穩定性。物質在化學反應中表現出的氧化性、還原性、各類物質的通性等,都屬於化學性質。
二、對比
本質區別:化學變化過程中表現出的性質為化學性質;物理變化過程中表現出的性質為物理性質。
常見的化學變化:鐵的生銹、節日的焰火、酸鹼中和等。
常見的物理變化:固態的冰受熱熔化成水,液態的水蒸發變成水蒸氣;水蒸氣冷凝成水,汽油揮發。
⑸ 物理性質和化學性質包括哪些
一、本質不同
1、物理性質:是物質不需要經過化學變化就表現出來的性質或是物質沒有發生化學反應就表現出來的性質。
2、化學性質:是物質在化學變化中表現出來的性質。
二、特點不同
1、物理性質:
物理性質屬於統計物理學范疇,即物理性質是大量分子所表現出來的性質,不是單個原子或分子所具有的。例如:物質的顏色是大量分子集體所具有的性質,是單個分子所不具有的。
2、化學性質:化學性質的特點是測得物質的性質後,原物質消失了。如人們可以利用燃燒的方法測物質是否有可燃性,可以利用加熱看其是否分解的方法,測得物質的穩定性。物質在化學反應中表現出的氧化性、還原性、各類物質的通性等,都屬於化學性質。
(5)物理化學性質有哪些擴展閱讀:
物理性質的研究方法
通常用觀察法和測量法來研究物質的物理性質,如可以觀察物質的顏色、狀態、熔點和溶解性;可以聞氣味(實驗室里的葯品多數有毒,未經教師允許絕不能用鼻子聞和口嘗);
也可以用儀器測量物質的熔點、沸點、密度、硬度、導電性、導熱性、延展性、溶解性和揮發性、吸附性、磁性。
⑹ 哪些屬於物理性質,哪些屬於化學性質
性質是從變化中體現出來的,你先觀察是否有新物質生成,有的是化學變化,表現得就是化學性質,反之,為物理性質。記住:還原性,氧化性,可燃性,穩定性都是化學性質
⑺ 物理性質和化學性質是什麼
物質的物理性質如:顏色、氣味、狀態、是否易融化、凝固、升華、揮發,還有些性質如熔點、沸點、硬度、導電性、導熱性、延展性等,可以利用儀器測知。還有些性質,通過實驗室獲得數據,計算得知,如溶解性、密度等。在實驗前後物質都沒有發生改變。這些性質都屬於物理性質。
化學性質是物質在化學變化中表現出來的性質。如所屬物質類別的化學通性:酸性、鹼性、氧化性、還原性、熱穩定性及一些其它特性。化學性質與化學變化是任何物質所固有的特性,如氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。
任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別於其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。
化學性質的特點:
是測得物質的性質後,原物質消失了。如人們可以利用燃燒的方法測物質是否有可燃性,可以利用加熱看其是否分解的方法,測得物質的穩定性。物質在化學反應中表現出的氧化性、還原性、各類物質的通性等,都屬於化學性質。
化學性質與化學變化是任何物質所固有的特性,如氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別與其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。
分子是保持物質化學性質的最小粒子,如:饅頭遇到固體碘,碘溶液,碘蒸汽都會變成藍色。氧氣是分子,而氧氣具有的性質氧原子並沒有。
⑻ 化學中物理和化學性質都包括什麼
物理性質包括:顏色、狀態、氣味、味道、硬度、熔點、沸點、密度、導電性、導熱性、導磁性、溶解性、揮發性、延展性等等
化學性質包括:可燃性、助燃性、氧化性、還原性、穩定性、活潑性、金屬性、非金屬性、酸鹼性、毒性、腐蝕性、著火點、閃點等等。
乙醇物理性質:
密度:0.78945 g/cm^3; (液) 20°C
熔點:-114.3 °C (158.8 K)
沸點:78.4 °C (351.6 K)
在水中溶解時:pKa =15.9
黏度:1.200 mPa·s (cP), 20.0 °C
分子偶極矩:5.64 fC·fm (1.69 D) (氣)
折光率:1.3614
相對密度(水=1): 0.79
相對蒸氣密度(空氣=1): 1.59
飽和蒸氣壓(kPa): 5.33(19℃)
燃燒熱(kJ/mol): 1365.5
臨界溫度(℃): 243.1
臨界壓力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系數的對數值: 0.32
閃點(℃): 12
引燃溫度(℃): 363
溶解性: 與水混溶,可混溶於醚、氯仿、甘油等多數有機溶劑。
電離性:非電解質
無色、透明,具有特殊香味的液體(易揮發),密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取劑)。是一種重要的溶劑,能溶解多種有機物和無機物。
乙醇化學性質:
1、酸性:
乙醇不能稱之為酸,不能使酸鹼指示劑變色,也不與鹼反應,也可說其不具酸性。
乙醇分子中含有極化的氧氫鍵,電離時生成烷氧基負離子和質子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH?O- + H+
乙醇的pKa=15.9,與水相近。
乙醇的酸性很弱,但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進行。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
因為乙醇可以電離出極少量的氫離子,所以其只能與少量金屬(主要是鹼金屬)反應生成對應的醇金屬以及氫氣:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑
乙醇可以和高活躍性金屬反應,生成醇鹽和氫氣。
醇金屬遇水則迅速水解生成醇和鹼
結論:
(1)乙醇可以與金屬鈉反應,產生氫氣,但不如水與金屬鈉反應劇烈。
(2)活潑金屬(鉀、鈣、鈉、鎂、鋁)可以將乙醇羥基里的氫取代出來。
2、還原性:
乙醇具有還原性,可以被氧化成為乙醛。酒精中毒的罪魁禍首通常被認為是有一定毒性的乙醛,而並非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(條件是在催化劑Cu或Ag的作用下加熱)
實際上是乙醇先和氧化銅進行反應,然後氧化銅被還原為單質銅,現象為:黑色氧化銅變成紅色。
乙醇也可被高錳酸鉀氧化,同時高錳酸鉀由紫紅色變為無色。乙醇也可以與酸性重鉻酸鉀溶液反應,當乙醇蒸汽進入含有酸性重鉻酸鉀溶液的硅膠中時,可見硅膠由橙紅色變為草綠色,此反應現用於檢驗司機是否醉酒駕車。
3、能發生酯化反應
乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化並加熱的情況下發生酯化作用,生成乙酸乙酯(具有果香味)。
C2H5OH+CH3COOH-濃H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此為取代反應,但逆反應催化劑為稀H2SO4或NaOH)
「酸」脫「羧基」,「醇」脫「羥基」上的「氫」
4、能與氫鹵酸反應
乙醇可以和鹵化氫發生取代反應,生成鹵代烴和水。
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O或寫成CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OHC2H5OH + HX→C2H5X + H2O
注意:通常用溴化鈉和硫酸的混合物與乙醇加熱進行該反應。故常有紅棕色氣體產生。
5、能發生氧化反應
(1)燃燒:發出淡藍色火焰,生成二氧化碳和水(蒸氣),並放出大量的熱,不完全燃燒時還生成一氧化碳,有黃色火焰,放出熱量
完全燃燒:C2H5OH+3O2—點燃→2CO2+3H2O
不完全燃燒:2C2H5OH+5O2—點燃→2CO2+2CO+6H2O
(2)催化氧化:在加熱和有催化劑(Cu或Ag)存在的情況下進行。
2Cu+O2-加熱→2CuO
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的實質(用Cu作催化劑)
總式:2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O(工業制乙醛)
乙醇也可被濃硫酸跟高錳酸鉀的混合物發生非常激烈的氧化反應,燃燒起來。(切記要注酸入醇,酸與醇的比例是1:3)
6、發生消去反應和脫水反應
乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發生脫水反應,隨著溫度的不同生成物也不同。
(1)消去(分子內脫水)制乙烯(170℃濃硫酸)製取時要在燒瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免爆沸。C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O
(2)縮合(分子間脫水)制乙醚(130℃-140℃ 濃硫酸)
2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O(此為取代反應)
7、脫氫反應;乙醇的蒸汽在高溫下通過脫氫催化劑如銅、銀、鎳或銅-氧化鉻時、則脫氫生成醛。
拓展資料:
物理性質:物質的物理性質如:顏色、氣味、狀態、是否易融化、凝固、升華、揮發,還有些性質如熔點、沸點、硬度、導電性、導熱性、延展性等,可以利用儀器測知。還有些性質,通過實驗室獲得數據,計算得知,如溶解性、密度等。在實驗前後物質都沒有發生改變。這些性質都屬於物理性質。
化學性質:化學性質是物質在化學變化中表現出來的性質。如所屬物質類別的化學通性:酸性、鹼性、氧化性、還原性、熱穩定性及一些其它特性。化學性質與化學變化是任何物質所固有的特性,如氧氣這一物質,具有助燃性為其化學性質;同時氧氣能與氫氣發生化學反應產生水,為其化學性質。任何物質就是通過其千差萬別的化學性質與化學變化,才區別於其它物質;化學性質是物質的相對靜止性,化學變化是物質的相對運動性。