⑴ 物理化学性质
一、力学性质
硬度金刚石是自然界目前已知材料中最硬的物质,其相对硬度(莫氏硬度)为10,显微硬度(正方锥压入法)为98588MPa。金刚石绝对硬度是石英的1000倍,是刚玉的150倍。金刚石的产地、矿床类型及颜色不同,其硬度不同。同一金刚石不同晶面上硬度也不同,杂质会对硬度产生影响,如含铬使金刚石硬度降低,韧性增大;含氮则金刚石硬度较高而脆性增大。硬度具有明显的各向异性,八面体{111}晶面上的硬度>菱形十二面体{110}晶面上的硬度>立方体{100}晶面上的硬度>四角三八面体{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,对角线[011]方向的硬度>正四方形边[001]、[010]方向的硬度;在(110)面上,对角线[111]方向的硬度远大于[001]方向的硬度;在(111)面上各方向硬度相近。
脆性金刚石虽然很硬,但性脆,在一定的冲击力下会沿晶体{111}解理面裂开。金刚石的脆性与晶体的内应力、裂缝及其他缺陷有关。晶体的内应力大、具有裂缝和其他缺点的晶体,在较低的冲击下就能被劈开。
密度金刚石的密度一般为3.47~3.56g/cm3,质纯、结晶完好的金刚石密度为3.52g/cm3。金刚石的颜色不同,晶体中包裹体的种类和数量不同,密度也不同。
解理金刚石具有{111}中等解理和平行{110}、{221}的不完全解理。因为其结构中{111}面网内键的相对密度最大,为4.619/a2,面网间键的相对密度最小,为2.309/a2;{110}面网内键的相对密度为2.828/a2,仅次于{111}面网,面网间相对密度为2.828/a2,仅高于{111}。其他面网间键的相对密度远远超过其面网内的相对密度,因而不易产生平行其面网的解理,而是产生不规则的贝壳状断口。Ⅱ型金刚石的解理面通常较Ⅰ型平滑。少数金刚石可发生塑性变形,系沿{111}方向产生滑移所致。
断口金刚石的断口具有很复杂的结构,但常以贝壳状或参差状为特征。
二、光学性质
颜色纯净的金刚石无色,但比较少见。多呈不同颜色,如黄色、绿色、棕色、玫瑰色、蓝色、灰色、黑色等。金刚石的颜色与所含杂质及结构缺陷有关。如黄色可由含Ti4+和Fe3+引起,或由结构中的缺陷中心造成。Ⅰb型金刚石含顺磁性单原子氮,常呈琥珀黄色,但这种形式的氮含量更高时会出现绿色。Ⅱb型金刚石含硼,使晶体常具蓝色或天蓝色。玫瑰色和烟色不是由杂质所致,而是结构呈色。灰色和黑色则可能由结构缺陷或含深色包裹体(主要是石墨)所致。
光泽金刚石常具有金刚光泽,但少数为油脂光泽、玻璃光泽,甚至无光泽。这是由于长期的化学腐蚀、射线影响、外来物质侵入以及表面为其他物质覆盖而光泽暗淡。
透明度纯净的金刚石晶体是透明的,但有些金刚石为半透明,甚至不透明。
折光率纯净者达2.40~2.48,在透明矿物中折光率最高。折光率愈高,对光的反射力愈强。经过特殊设计和加工的金刚石,可以把射入各个面和射入内部的光线几乎全部反射出去。折射率随波长改变明显:396.9nm,n=2.4653;486.1nm,n=2.4354;656.3nm,n=2.4103;762.8nm,n=2.4024。均质体,但常呈异常双折射,可能由结构缺陷造成的内应力所引起。
色散性金刚石具有高度的色散性,其色散系数达0.063,也是透明矿物中的最大者。色散系数愈大,分光效果愈好。当一束白光射入琢磨好的金刚石中时,因色散效应,可分成不同颜色的光,使得金刚石光彩夺目。
异常干涉色等轴晶系矿物,在正交偏光镜下的干涉色应为黑色,但很多金刚石呈异常干涉色,如灰色、黄色、粉红色、褐色等。
发光性金刚石在阴极射线下发鲜明的绿色、天蓝色、蓝色荧光;在X射线下发中等亮度或较微弱的天蓝色荧光,极少数不发光;在紫外线下发鲜明或中等亮度的天蓝色、紫色、黄绿色荧光;日光曝晒后在暗室里发淡青蓝色磷光。Ⅱb型金刚石在波长365nm的光照射下不发光,但用短波紫外线(253.7nm)照射后显示浅蓝色,有时呈红色磷光。
三、热学性质
热导率金刚石是较好的热良导体,其热导率不等,一般为138.16W/(m·K)。Ⅰb和Ⅱa型金刚石热导性特别好,Ⅰb及Ⅱ型含氮量低,均具有很高的热导率,适于作散热元件。金刚石的热导率随温度而异。在液氮温度下为铜的25倍,室温下为铜的5倍,具有超导热性。
热膨胀性金刚石在低温时线膨胀系数极小,随温度升高线膨胀系数迅速增大。
耐热性金刚石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中燃点为850~1000℃,在绝氧不加压的真空条件下,金刚石加热至1800~1900℃可转变为石墨。在金刚石燃烧时火焰呈蓝色。
四、电磁性能
导电性Ⅰ型和Ⅱa型金刚石为绝缘体,室温下电阻率为1014~1015Ω·cm,随着温度的升高,电导率有所增大。Ⅱb型金刚石具有良好的半导体性能。
介电常数金刚石的相对介电常数在15℃时为16~16.5,其数据随测定时的电场强度、频率和室温而异。
光电性用波长210~300nm的紫外线照射金刚石时,会有光电流产生。用红外和紫外线同时照射时,其光电导将增加近两倍。相同条件下,Ⅱ型比Ⅰ型金刚石的电流大若干数量级。
摩擦电性金刚石与玻璃、硬橡胶、有机玻璃表面摩擦时均产生摩擦电荷。摩擦电荷的符号为正,大小随摩擦时间而异。
磁性纯净的金刚石为非磁性,当含有磁性包裹体时具有一定磁性。
五、表面性质
金刚石表面具有亲油性和疏水性。金刚石由非极性的碳原子所组成,对水的H+和OH-不产生吸附作用,即水对金刚石不产生极化作用,故金刚石具疏水性。天然金刚石亦有疏油亲水者,主要原因是:①表面覆盖有氧化薄膜或硅酸盐矿物薄膜,使表面键性改变而变为亲水;②微量元素的混入,使晶体内部构造或表面键性发生改变;③受射线作用,地质应力作用,酸碱长期腐蚀、杂质机械混入和包裹体的影响等,其新鲜表面润湿接触角为80°~120°。自然界中的金刚石表面往往被污染,因而润湿触角变小。
六、化学性质
金刚石具有很好的化学稳定性,耐酸、耐碱,高温下也不与浓的HF,HCl,HNO3反应。只有在Na2CO3,KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面才稍微有氧化现象。其他性质见表14-2。
表14-2 金刚石的性质一览表
⑵ 物理性质和化学性质分别包含哪些
物理性质是
从
颜色
味道(嗅觉)
水溶性
密度
之类方面说的
化学性质是它容易和哪类物质反应
酸碱性啊
等等
就是说物理性质主要是从宏观这个物质来讲
化学性质是从分子结构来分析
⑶ 物理性质和化学性质有哪些
物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,例如颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性、延展性、导电性、导热性等,这些性质是能被感观感知或利用仪器测知的。
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。
⑷ 物理化学性质是什么意思
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。
化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有助燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。
任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别于其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。
物质的物理性质如:颜色、气味、状态、是否易融化、凝固、升华、挥发,还有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、延展性等,可以利用仪器测知。
还有些性质,通过实验室获得数据,计算得知,如溶解性、密度等。在实验前后物质都没有发生改变。这些性质都属于物理性质。
如水的蒸发;蜡烛质软,不易溶于水,一般石蜡成白色;纸张破碎等。不通过化学变化就可以表现出来的性质就是物理性质。经过化学变化表现出来的性质就是化学性质。
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一、判断方法
如可燃性、稳定性、不稳定性、热稳定性、酸性、碱性、氧化性、助燃性、还原性、络合性、毒性、腐蚀性、金属性、非金属性跟某些物质起反应呈现的现象等。用使物质发生化学反应的方法可以得知物质的化学性质。
例如,碳在空气中燃烧生成二氧化碳;盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水;加热KClO3到熔化,可以使带火星的木条复燃,表明KClO3受热达较高温度时,能够放出O2。因此KClO3具有受热分解产生O2的化学性质。
化学性质的特点是测得物质的性质后,原物质消失了。如人们可以利用燃烧的方法测物质是否有可燃性,可以利用加热看其是否分解的方法,测得物质的稳定性。物质在化学反应中表现出的氧化性、还原性、各类物质的通性等,都属于化学性质。
二、对比
本质区别:化学变化过程中表现出的性质为化学性质;物理变化过程中表现出的性质为物理性质。
常见的化学变化:铁的生锈、节日的焰火、酸碱中和等。
常见的物理变化:固态的冰受热熔化成水,液态的水蒸发变成水蒸气;水蒸气冷凝成水,汽油挥发。
⑸ 物理性质和化学性质包括哪些
一、本质不同
1、物理性质:是物质不需要经过化学变化就表现出来的性质或是物质没有发生化学反应就表现出来的性质。
2、化学性质:是物质在化学变化中表现出来的性质。
二、特点不同
1、物理性质:
物理性质属于统计物理学范畴,即物理性质是大量分子所表现出来的性质,不是单个原子或分子所具有的。例如:物质的颜色是大量分子集体所具有的性质,是单个分子所不具有的。
2、化学性质:化学性质的特点是测得物质的性质后,原物质消失了。如人们可以利用燃烧的方法测物质是否有可燃性,可以利用加热看其是否分解的方法,测得物质的稳定性。物质在化学反应中表现出的氧化性、还原性、各类物质的通性等,都属于化学性质。
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物理性质的研究方法
通常用观察法和测量法来研究物质的物理性质,如可以观察物质的颜色、状态、熔点和溶解性;可以闻气味(实验室里的药品多数有毒,未经教师允许绝不能用鼻子闻和口尝);
也可以用仪器测量物质的熔点、沸点、密度、硬度、导电性、导热性、延展性、溶解性和挥发性、吸附性、磁性。
⑹ 哪些属于物理性质,哪些属于化学性质
性质是从变化中体现出来的,你先观察是否有新物质生成,有的是化学变化,表现得就是化学性质,反之,为物理性质。记住:还原性,氧化性,可燃性,稳定性都是化学性质
⑺ 物理性质和化学性质是什么
物质的物理性质如:颜色、气味、状态、是否易融化、凝固、升华、挥发,还有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、延展性等,可以利用仪器测知。还有些性质,通过实验室获得数据,计算得知,如溶解性、密度等。在实验前后物质都没有发生改变。这些性质都属于物理性质。
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有助燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。
任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别于其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。
化学性质的特点:
是测得物质的性质后,原物质消失了。如人们可以利用燃烧的方法测物质是否有可燃性,可以利用加热看其是否分解的方法,测得物质的稳定性。物质在化学反应中表现出的氧化性、还原性、各类物质的通性等,都属于化学性质。
化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有助燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别与其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。
分子是保持物质化学性质的最小粒子,如:馒头遇到固体碘,碘溶液,碘蒸汽都会变成蓝色。氧气是分子,而氧气具有的性质氧原子并没有。
⑻ 化学中物理和化学性质都包括什么
物理性质包括:颜色、状态、气味、味道、硬度、熔点、沸点、密度、导电性、导热性、导磁性、溶解性、挥发性、延展性等等
化学性质包括:可燃性、助燃性、氧化性、还原性、稳定性、活泼性、金属性、非金属性、酸碱性、毒性、腐蚀性、着火点、闪点等等。
乙醇物理性质:
密度:0.78945 g/cm^3; (液) 20°C
熔点:-114.3 °C (158.8 K)
沸点:78.4 °C (351.6 K)
在水中溶解时:pKa =15.9
黏度:1.200 mPa·s (cP), 20.0 °C
分子偶极矩:5.64 fC·fm (1.69 D) (气)
折光率:1.3614
相对密度(水=1): 0.79
相对蒸气密度(空气=1): 1.59
饱和蒸气压(kPa): 5.33(19℃)
燃烧热(kJ/mol): 1365.5
临界温度(℃): 243.1
临界压力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系数的对数值: 0.32
闪点(℃): 12
引燃温度(℃): 363
溶解性: 与水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。
电离性:非电解质
无色、透明,具有特殊香味的液体(易挥发),密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取剂)。是一种重要的溶剂,能溶解多种有机物和无机物。
乙醇化学性质:
1、酸性:
乙醇不能称之为酸,不能使酸碱指示剂变色,也不与碱反应,也可说其不具酸性。
乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。
CH3CH2OH→(可逆)CH3CH?O- + H+
乙醇的pKa=15.9,与水相近。
乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。
CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD
因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以其只能与少量金属(主要是碱金属)反应生成对应的醇金属以及氢气:
2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑
乙醇可以和高活跃性金属反应,生成醇盐和氢气。
醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
2、还原性:
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛,而并非喝下去的乙醇。例如
2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O(条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热)
实际上是乙醇先和氧化铜进行反应,然后氧化铜被还原为单质铜,现象为:黑色氧化铜变成红色。
乙醇也可被高锰酸钾氧化,同时高锰酸钾由紫红色变为无色。乙醇也可以与酸性重铬酸钾溶液反应,当乙醇蒸汽进入含有酸性重铬酸钾溶液的硅胶中时,可见硅胶由橙红色变为草绿色,此反应现用于检验司机是否醉酒驾车。
3、能发生酯化反应
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下发生酯化作用,生成乙酸乙酯(具有果香味)。
C2H5OH+CH3COOH-浓H2SO4△(可逆)→CH3COOCH2CH3+H2O(此为取代反应,但逆反应催化剂为稀H2SO4或NaOH)
“酸”脱“羧基”,“醇”脱“羟基”上的“氢”
4、能与氢卤酸反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
C2H5OH + HBr→C2H5Br + H2O或写成CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H-OHC2H5OH + HX→C2H5X + H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
5、能发生氧化反应
(1)燃烧:发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳和水(蒸气),并放出大量的热,不完全燃烧时还生成一氧化碳,有黄色火焰,放出热量
完全燃烧:C2H5OH+3O2—点燃→2CO2+3H2O
不完全燃烧:2C2H5OH+5O2—点燃→2CO2+2CO+6H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2Cu+O2-加热→2CuO
C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
总式:2CH3CH2OH+O2-Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O(工业制乙醛)
乙醇也可被浓硫酸跟高锰酸钾的混合物发生非常激烈的氧化反应,燃烧起来。(切记要注酸入醇,酸与醇的比例是1:3)
6、发生消去反应和脱水反应
乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同。
(1)消去(分子内脱水)制乙烯(170℃浓硫酸)制取时要在烧瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免爆沸。C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O
(2)缩合(分子间脱水)制乙醚(130℃-140℃ 浓硫酸)
2C2H5OH →C2H5OC2H5 + H2O(此为取代反应)
7、脱氢反应;乙醇的蒸汽在高温下通过脱氢催化剂如铜、银、镍或铜-氧化铬时、则脱氢生成醛。
拓展资料:
物理性质:物质的物理性质如:颜色、气味、状态、是否易融化、凝固、升华、挥发,还有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、延展性等,可以利用仪器测知。还有些性质,通过实验室获得数据,计算得知,如溶解性、密度等。在实验前后物质都没有发生改变。这些性质都属于物理性质。
化学性质:化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性:酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有助燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别于其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。