作业帮 > 化学 > 作业

金刚石和石墨中碳原子各是如何排列的

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/19 13:34:15
金刚石和石墨中碳原子各是如何排列的
以下内容为百度百科里搜索的,看不明白可以Hi我.
金刚石碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体.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.由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电.
石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连.六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环,伸展成片层结构,这里C-C键的键长皆为142pm,这正好属于原子晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是原子晶体.在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们相互重叠.电子比较自由,相当于金属中的自由电子,所以石墨能导热和导电,这正是金属晶体特征.因此也归类于金属晶体.
石墨晶体中层与层之间相隔340pm,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.但是,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的溶点也很高,化学性质也稳定.
鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是单晶体或者是多晶体,现在普遍认为石墨是一种混合晶体