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金刚石和石墨有哪些物理性质

发布时间:2022-08-05 13:08:38

❶ 金刚石、石墨、C60的化学性质和物理性质

因为由同一种原素C组成,所以化学性质相同
物理性质有差异
1、熔沸点:金刚石>石墨>碳60
(因为他们的晶体类型不同,分别是原子晶体,混合型晶体,分子晶体)
2、颜色,分别是无色透明,黑,无色透明
3、硬度,金刚石>碳60>石墨

物理性质有差异是由他们的结构决定的!(借用回答者:hanlei1990的答案加以回答)
金刚石和SiO2一样为正四面体并无限延伸,结构很稳定
,属于原子晶体,具备原子晶体的硬度,熔沸点等的通性
石墨有分层。同一层有很多个六面体组成,不同层由另一种非共价键组成
所以石墨也稳定,因为同一横面很稳定。但石墨很滑,因为它的纵面很不稳。
另外石墨是复杂的物体,金刚石,C60,不导电,但石墨会,因为它集合了共价键,离子键,金属键,多种不同的键型,所以具有金属的特性
C60组成结构为球形,可想而知其稳定性
,单分子时硬度大

❷ 金刚石和石墨的物理性质 只要物理性质 不要化学性质

金刚石。
颜色:常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色,无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量,玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。
透明度:无色及浅色金刚石均成透明状,在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上,深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状,当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。
硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
密度:金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关,无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3,当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。
偏光性:绝大多数金刚石在偏光下显示非均性,金刚石属等轴晶系矿物,理论上应为均质性,但由金刚石形成于压力变化的地质体中,由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位,因而显示不均匀的非均质性,表现在消光上的不一致性,干涉色很低的一级灰色,极少数还可测得一轴晶干涉图像。
折射率(N):2.4493(λ436μm)、2.4354(λ486μm)、2.4237(λ546μm)、2.4176(λ589μm)、2.4103(λ656μm)。
反射率(R):油浸下5.308%,空气中17.29%。
亲油疏水性:金刚石是一种亲油疏水性矿物,在晶体表面擦上油质后可见晕色,在晶面上滴上油珠立即扩散,而滴上水珠则不扩散,因此在选矿中利用油选可将金刚石分离出来。
电磁性:金刚石为无磁性重部分矿物(p>2.9)因此在选矿中不能采用电磁选(中磁性、弱磁性)方法。
导电性:绝大多数金刚石是电介质,电阻率:5×104Ω.cm,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体,比电阻>1016Ω.cm,I型(H b)金刚石为P型半导体,比电阻10~103Ω.cm,温度上升到600℃或下降到-150℃时,电阻提高。
刚度、强度:金刚石具有极大的弹性模量,是自然界最高的磨削材料,弹性模量达90000kg/mm。摩擦系数小,有极高的抗磨能力,因此在金刚石选矿中利用这一特性,采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。但金刚石极脆,不能承受正向的外力撞击。
熔点:金刚石熔点达4000℃,在空气中燃烧温度为850~1000℃,在纯氧中720~800℃燃烧,金刚石发出浅蓝色火焰,并转化成二氧化碳。
发光性:在X射线下金刚石产生天蓝色、浅绿色荧光,在长波、短波紫外线下产生浅黄、天蓝荧光,但有相当一部分不发光。有的在日光下曝晒后发浅蓝色磷光。阴极射线下显蓝、绿荧光。
光泽:属标准金刚光泽,由于熔蚀作用及毛玻璃蚀象等可出现油脂光泽或光泽减弱。
色散:金刚石色散为0.044。在自然光的照射下,具备一定的入射角度在钻石表面产生分解的光谱色,俗称火彩(影响钻石火彩强弱还与体色、净度、刻面角度等有关)。
热导性:金刚石热导性好,热导率高达669.89~2009.66W/(m•℃),其中Ⅱ型(Ⅱa)金刚石热导性极好,在液氮温度下为铜的2.5倍,在室温下为铜的5倍。
热膨胀:热膨胀系数小。
解理:|111|中等,|110|不完全。
断口:见壳状。

石墨
形态:单晶体常呈片状或板状,但完整的很少见。集合体通常为鳞片状,块状和土状; 颜色:铁黑色 条痕:光亮黑色 透明度:不透明 光泽:呈半金属光泽 硬度:1-2 解理和断口:平行解理极完全; 比重:2.21-2.26g/cm3 比表面积:5-10m2/g 其他性质:薄片具挠性,有滑感,易污手,具有良好的导电性; 鉴定特征铁黑色,硬度低,一组极完全解理,有滑感和染手;如果将硫酸铜溶液润湿的锌粒放在石墨上,则可析出金属铜的斑点,在与石墨相似的辉钼矿上则无此反应。
还有石墨的特殊性质。 1) 耐高温型:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。 2) 导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。 石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3) 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。 4) 化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5) 可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。 6) 抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

❸ 金刚石与石墨的物理性质有很大差异的原因是什么

1、金刚石和石墨都是由碳原子组成,但是二者碳原子的组合排列方式存在很大差异。
2、金刚石是立方晶体结构,金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体。在金刚石晶体中,每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以金刚石硬度大,熔点极高;又因为所有的价电子都被限制在共价键区域,没有自由电子,所以金刚石不导电。
3、石墨结构中的每个原子全部以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成三个共价单键并排列成平面六角的网状结构,这些网状结构以范德瓦耳斯力联成互相平行的平面,构成层片结构。石墨晶体中层与层之间距离较大,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。分子间作用力很小,所以石墨层与层之间可以滑动,可做李润滑剂;同一平面层上的碳原子各有一个P电子,形成大π键,在电场作用下可以定向移动,所以石墨是电的良导体。

❹ 石墨和金刚石的区别

石墨与金刚石都由碳原子构成,但是因为原子排列方式不同,导致很多物理性质有很大差异。石墨与金刚石有着原子排列方式、色态、硬度、导电性、密度、熔点的区别。

1、原子排列方式不同:

(1)、石墨:石墨是层状的结构,就一个片层而言,每1个碳原子会与其周围的3个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合,“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.142nm。

在石墨中层与层之间相距为0.335nm,由于距离比较大,碳原子的相互作用较弱,因此很容易沿着与层面平行的方向滑动、裂解,所以石墨很软、有滑腻感。

2、色态不同:

(1)、石墨:深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体。

(2)、金刚石:无色 透明、正八面体形状的固体。

3、硬度不同:

(1)、石墨:最软的矿物质之一。

(2)、金刚石:天然最硬的物质。

4、导电性:

(1)、石墨:导电良好。碳原子最外层有4个电子,在石墨的一个片层中,每个碳原子会与其周围的3个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用(化学键),每个碳原子只有3个最外层电子参与这种“力”的形成,这样就会剩下1个自由电子。因为有大量自由电子存在,所以石墨能导电。

(2)、金刚石:不导电。金刚石中每个碳原子与其周围的4个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用,碳原子最外层的4个电子几乎都参与了这种“力”的形成,基本没有自由电子,所以基本不导电。

5、密度:

(1)、石墨:密度约为2.09–2.23g/cm³。

(2)、金刚石:金刚石的密度大约是石墨的1.5倍左右,约为3.5-3.53g/cm³。

6、熔点:

(1)、石墨:熔点为3652℃。

(2)、金刚石:熔点为3550℃。

❺ 金刚石和石墨的物理性质

石墨::是碳的一种同素异形体,是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域的π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力小,质软并有滑腻感。灰黑,不透明固体,密度2.25g/cm3,熔点3652℃,沸点4827℃,硬度1。化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。687℃在氧气中燃烧生成二氧化碳。可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。
金刚石:是碳的一种同素异形体,典型的原子晶体。碳原子形成4个sp3杂化轨道,以共价键彼此相连,每个碳原子都处于与它相联的四个碳原子所组成的正四面体的中心,组成了晶体,整个晶体可以看成是一巨型分子。晶体属等轴晶系,常为八面体晶形。纯品无色透明、有强烈光泽,因含杂质呈蓝色、天蓝色、淡黄色、红色或黑色。密度3.15~3.53g/cm3,熔点3550℃,沸点4827℃,硬度10,是最硬的物质。不导电。在紫外线下显淡青蓝色荧光。与各种化学试剂不起反应,777℃时能在氧气中燃烧生成二氧化碳。用作高级的研磨、钻孔、切割、拉丝工具。透明的经过琢磨称为钻石,是一种华贵的装饰品。自然界有少量金刚石矿。用人工方法可制造金刚石,如石墨在高温高压和催化剂作用下可转化成金刚石。

❻ 金刚石、石墨、C60的化学性质和物理性质是什么

物理性质有差异 1、熔沸点:金刚石石墨碳60 (因为他们的晶体类型不同,分别是原子晶体,混合型晶体,分子晶体) 2、颜色,分别是无色透明,黑,无色透明 3、硬度,金刚石碳60石墨等物理性质有差异是由他们的结构决定的!(借用回答者:hanlei1990的答案加以回答) 金刚石和SiO2一样为正四面体并无限延伸,结构很稳定 ,属于原子晶体,具备原子晶体的硬度,熔沸点等的通性 石墨有分层。同一层有很多个六面体组成,不同层由另一种非共价键组成 所以石墨也稳定,因为同一横面很稳定。但石墨很滑,因为它的纵面很不稳。 另外石墨是复杂的物体,金刚石,C60,不导电,但石墨会,因为它集合了共价键,离子键,金属键,多种不同的键型,所以具有金属的特性 C60组成结构为球形,可想而知其稳定性 ,单分子时硬度大

❼ 金刚石、石墨的物理性质及用途

金刚石天然最硬物质,用作切割刀;石墨质软,可用作润滑作用,也可掺加粘土作他用。

❽ 石墨和金刚石在性质上有什么不同

石墨与金刚石都是C单质,
所以化学性质基本相同.
区别都是物理性质上的.
金刚石
/
石墨
外观:无色透明、正八面体
/
深灰色,细鳞片状固体
光泽:经加工后发出夺目光彩
/
略带金属光泽
硬度:硬度目前是发现最大的
/
较软
导电性:无
/
良好
导热性:良好(因为熔点低)

润滑性:

/

❾ 金刚石和石墨的物理性质,化学性质是什么

1. 金刚石(diamond)(又名钻石)
金刚石结构图

最为坚固的一种碳结构,其中的碳原子以晶体结构的形式排列,每一个碳原子与另外四个碳原子紧密键合,成空间网状结构,最终形成了一种硬度大、活性差的固体。 金刚石的熔点超过3500℃,相当于某些恒星表面温度。 主要作用:装饰品、切割金属材料等
2.石墨(graphite)

石墨是一种深灰色有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。质软,有滑腻感,具有优良的导电性能。石墨中碳原子以平面层状结构键合在一起,层与层之间键合比较脆弱,因此层与层之间容易被滑动而分开。 主要作用:制作铅笔,电极,电车缆线等

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