石墨和金剛石聽起來沒有什么關(guān)系,但實(shí)際上它們都是由同一種元素構(gòu)成的,都屬于碳元素組成的碳單質(zhì),二者的化學(xué)式都是C,化學(xué)性質(zhì)基本相同,是由相同元素碳構(gòu)成的同素異型體。
石墨和金剛石的區(qū)別是什么
石墨和金剛石是同素異形體,雖然都是碳元素構(gòu)成的,但它們并不是同種物質(zhì),在很多方面都存在一定的區(qū)別,包括:
1、晶體結(jié)構(gòu)不同
石墨是正六邊形的晶體結(jié)構(gòu),并且它屬于分子晶體,天然石墨會(huì)有鱗片一樣的質(zhì)感。金剛石則是正八邊形的結(jié)構(gòu),它屬于原子晶體,相互之間是正四面體的。
2、外觀顏色不同
石墨一般是深灰色的,它的表面會(huì)散發(fā)著像金屬一樣的光澤。金剛石則是顏色更多,它有無色的,也有半透明的,還有全透明的,也有黑色的,但其中無色的是更好的,半透明的次之,黑色的較差
3、物理化學(xué)特性不同
石墨的硬度要低于金剛石,后者被稱為自然界里面存在的最堅(jiān)硬的物體,所以石墨是相對(duì)質(zhì)地較軟的。但是在化學(xué)特性石墨的熔點(diǎn)要比金剛石高,所以它更耐熱和耐高溫以及腐蝕。
4、適合用途不同
石墨因?yàn)樗|(zhì)地稍軟但熔點(diǎn)很高的特性,比較適合做高溫潤(rùn)滑劑、筆芯、電池電極、化工管道等等。金剛石因?yàn)橛捕瘸?,適合做鉆探機(jī)的鉆頭、玻璃刀、裝飾品等等。
三、石墨和金剛石哪個(gè)更穩(wěn)定
常溫下石墨更穩(wěn)定,高壓條件下金剛石的化學(xué)性質(zhì)比石墨穩(wěn)定常溫條件下,金剛石化學(xué)穩(wěn)定性比石墨差,因?yàn)槊績(jī)蓚€(gè)碳原子都是單鍵,而石墨單層六個(gè)碳原子之間都有一個(gè)大T鍵,這使得石墨碳碳鍵能更高,鍵能越高則越穩(wěn)定。同時(shí)計(jì)算金剛石轉(zhuǎn)換為石墨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的吉布斯自由能可以得到一人負(fù)值,說明金剛石在常壓下會(huì)自發(fā)的趨向于轉(zhuǎn)變?yōu)槭?/p>
雖然單看鍵能論化學(xué)性質(zhì)的話確實(shí)是石墨更加穩(wěn)定,但任何化學(xué)反應(yīng)都會(huì)趨向于一個(gè)更穩(wěn)定的狀態(tài),在高壓下雙層石墨會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)變成為金剛石結(jié)構(gòu),因而在高壓條件下金剛石的化學(xué)性質(zhì)比石墨穩(wěn)定