Question

柔软的石墨和坚硬无比的金刚石都是由什么元素构成的?

Answer 1

柔软的石墨和坚硬无比的金刚石，都是由碳元素构成的，被称“同素异形体”。碳元素的排列不同，分子结构不同，导致他们的物理性质有极大的区别。

碳原子通过强烈的相互作用（化学键）紧密结合时，原子间的距离越小，相互作用越强。在石墨的一个片层中，碳原子间的距离比金刚石小，相互作用更强，更难被破坏，石墨的熔点更高。

金刚石可以用来切割玻璃、做钻头，因为它的硬度很大；石墨可以用来做铅笔芯、润滑剂，这是因为它很软、有滑腻感。按照莫氏硬度标准，金刚石为最高级。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。

石墨导电而金刚石不能导电的原因

我们都知道，石墨具有导电性。这与石墨的结构也有密切关系。碳原子最外层有4个电子，在石墨的一个片层中，每个碳原子会与其周围的3个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用（化学键），每个碳原子只有3个最外层电子参与这种“力”的形成，这样就会剩下1个自由电子。

因为有大量自由电子存在，所以石墨能导电。而金刚石中每个碳原子与其周围的4个碳原子通过“共用电子对”形成强烈的相互作用，碳原子最外层的4个电子几乎都参与了这种“力”的形成，基本没有自由电子，所以基本不导电。