金剛石石墨轉(zhuǎn)化條件
金剛石在隔絕空氣的條件下加熱到1000℃,可轉(zhuǎn)變?yōu)槭?。石墨?-6萬大氣壓(即(5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石粉末。
在高溫高壓和催化劑的幫助下,石墨是可以轉(zhuǎn)化為金剛石的。盡管二者都是由碳元素組成的,但是由于碳原子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變,因此這個過程并非物理變化,而是屬于化學(xué)變化的范疇。
金剛石石墨轉(zhuǎn)化是什么變化石墨變?yōu)榻饎偸腔瘜W(xué)變化。因?yàn)槭徒饎偸墙Y(jié)構(gòu)不同的兩類物質(zhì),化學(xué)鍵的結(jié)合情況是不一樣的。相互之間轉(zhuǎn)變一定涉及化學(xué)鍵的斷裂和形成。
在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道,它們互相重疊,形成離域的π鍵電子在晶格中能自由移動,可以被激發(fā),所以石墨有金屬光澤,能導(dǎo)電、傳熱。由于層與層間距離大,結(jié)合力(范德華力)小,各層可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質(zhì)軟并有滑膩感。
石墨每一網(wǎng)層間的距離為3.40,是以范德華力結(jié)合起來的,即層與層之間屬于分子晶體,同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1.42,
由于同一平面層上的碳原子間結(jié)合很強(qiáng),極難破壞,所以石墨的熔點(diǎn)也很高,化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定。鑒于它的特殊的成鍵方式,不能單一的認(rèn)為是單晶體或者是多晶體,普遍認(rèn)為石墨是一種混合晶體。
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