金刚石和石墨（金刚石和石墨互为什么体）

本文目录一览：

• 1、金刚石与石墨的关系
• 2、金刚石和石墨
• 3、金刚石和石墨有什么联系和区别?造成它们不同的原因是什么?
• 4、石墨和金刚石的区别

金刚石与石墨的关系

金刚石与石墨的关系是同素异形体。

【扩展】

同素异形体的定义：同种元素形成的性质不同的单质。石墨和金刚石都属于碳单质，他们的化学性质完全相同，但金刚石和石墨不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异型体。 所不同的是物理结构特征。

二者的化学式都是C。

石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。

金刚石原子间是立体的正四面体结构。

金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。

从片层内部来看，石墨是原子晶体；从片层之间来看,石墨是分子晶体(总体说来，石墨应该是混合型晶体)；而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议，但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10－10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10－10m。同为共价键，键长越小,键能越大，键越牢固，破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量，故而熔点应该更高。 (主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高)

金刚石和石墨

金刚石和石墨不是同一种物质，但都是碳的同素异形体，化学性质相似，物理性质不同。

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形以共价键结合，构成共价分子。

金刚石在外观上：正八面体形状的晶体；金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。金刚石原子间是立体的正四面体结构。

石墨在外观上：深灰色，有金属光泽；不透明的细鳞片状的固体，质软，有滑腻感。石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。

金刚石介绍

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。

金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，是碳元素组成的无色晶体，硬度仅次于蓝丝黛尔石的天然物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

以上内容参考：百度百科-金刚石

金刚石和石墨有什么联系和区别?造成它们不同的原因是什么?

石墨和金刚石是碳元素的两种单质，互为同素异形体，区别有结构不同，物理性质不同，用途不同。造成它们不同的原因是组成它们的碳原子和碳原子之间的成键方式不同。

区别：

一、结构不同

1、金刚石

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，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。

在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

2、石墨

石墨是原子晶体、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（范德华力）小，各层可以滑动，所以石墨的密度比金刚石小，质软并有滑腻感。

二、物理性质不同

1、金刚石

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。

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。

2、石墨

石墨质软，为黑灰色，有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1.9～2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g，在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。

三、用途不同

1、金刚石

地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。

若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。

2、石墨

在钢铁工业，石墨耐火材料用于电弧高炉和氧气转炉的耐火炉衬、钢水包耐火衬等； 石墨耐火材料主要是整体浇铸材料、镁碳砖和铝石墨耐火材料。石墨还用于粉末冶金和金属铸造成膜材料，石墨粉加入到钢水中增加钢的碳含量，使高碳钢具有许多优异性能。

参考资料来源：百度百科-金刚石

参考资料来源：百度百科-石墨

石墨和金刚石的区别

石墨和金刚石的区别：1、石墨是一种过渡型晶体，金刚石是典型的原子晶体。2、石墨具有金属光泽，是呈深灰色的细鳞片状固体。而金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。3、石墨的密度约为2.09–2.23g/cm³，其熔点为3652℃。而金刚石的密度约为3.5-3.53g/cm³，其熔点为3550℃。4、石墨是粉末冶金和金属铸造成膜材料，而金刚石多用于地质钻头等。

1、结构不同：石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。而金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石，在钻石晶体中，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。

2、色态硬度不同：石墨是呈深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体，是最软的矿物质之一。而金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，是天然最硬的物质。

3、密度熔点不同：石墨的密度约为2.09–2.23g/cm³，其熔点为3652℃。而金刚石的密度大约是石墨的1.5倍左右，约为3.5-3.53g/cm³，其熔点为3550℃。

4、用途不同：石墨用于粉末冶金和金属铸造成膜材料，将石墨粉加入到钢水中可以增加钢的碳含量，使高碳钢具有许多优异性能。而金刚石多用于地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石等。