作业帮石墨和金刚石熔点哪个高?请说明理由!（使用高中知识说明）
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/30 07:01:52
石墨和金刚石熔点哪个高?请说明理由!（使用高中知识说明）
石墨比金刚石的熔点高,石墨是混合晶体,融化也要打破共价键的.石墨晶体共价键的键长要比金刚石的短（金刚石键长为1.551×10-10 m,键能为347 kJ/mol,熔点3550℃；石墨键长为1.42×10-10 m）,键能更加大.石墨和金刚石熔化后,化学键都已经破坏,再变成气态的碳原子所需要的能量相同,所以沸点相同.就是炭的沸点.
石墨有很多种,如鳞片晶质石墨和土状石墨等,工业上用的大多数不是纯的石墨而是含有一定量的杂质元素,这样它的熔点就大打折扣,有的在3300左右,甚至还不如金刚石.物理化学上的定义上可以知道,碳元素的最稳定单质也就是石墨而不是金刚石,可以这样认为同样是纯净物,熔点最高的碳单质是石墨.
晶体融化不仅要破坏化学键,还要克服不同晶体结构的晶格能.
再问： 如何判断金刚石和石墨的健长？
再答： X光衍射、分子光谱等方法可以测定键长。 在高中范围，你只要记住，键长越短，键能越大，打开键连接所需的能量也就越大。
再问： 如果不知道X光衍射、分子光谱，怎么判断键长啊？ 我做的题只问金刚石和石墨哪个熔点高
再答： 也可以用C原子的杂化方式来解释，但似乎超出高中范围了，在高中范围内你直接回答石墨中原子间键长小于金刚石中的键长，键能更大，所以熔点更高。 石墨是层状结构，C原子sp2杂化，与3个C原子形成西格玛键，未杂化的1个p轨道形成大派键。金刚石，是空间网状结构，C原子sp3杂化，与4个C原子成键。sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量。
再问： 为什么s轨道的成分比sp3杂化更多，共价键就更短更牢固？
再答： 嗯，杂化轨道中s成分越多键长越短，键长sp
石墨有很多种,如鳞片晶质石墨和土状石墨等,工业上用的大多数不是纯的石墨而是含有一定量的杂质元素,这样它的熔点就大打折扣,有的在3300左右,甚至还不如金刚石.物理化学上的定义上可以知道,碳元素的最稳定单质也就是石墨而不是金刚石,可以这样认为同样是纯净物,熔点最高的碳单质是石墨.
晶体融化不仅要破坏化学键,还要克服不同晶体结构的晶格能.
再问： 如何判断金刚石和石墨的健长？
再答： X光衍射、分子光谱等方法可以测定键长。 在高中范围，你只要记住，键长越短，键能越大，打开键连接所需的能量也就越大。
再问： 如果不知道X光衍射、分子光谱，怎么判断键长啊？ 我做的题只问金刚石和石墨哪个熔点高
再答： 也可以用C原子的杂化方式来解释，但似乎超出高中范围了，在高中范围内你直接回答石墨中原子间键长小于金刚石中的键长，键能更大，所以熔点更高。 石墨是层状结构，C原子sp2杂化，与3个C原子形成西格玛键，未杂化的1个p轨道形成大派键。金刚石，是空间网状结构，C原子sp3杂化，与4个C原子成键。sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量。
再问： 为什么s轨道的成分比sp3杂化更多，共价键就更短更牢固？
再答： 嗯，杂化轨道中s成分越多键长越短，键长sp