Question

金刚石和石墨的物理性质差别很大的原因是什么

Answer 1

　　虽然金刚石和石墨都是由碳原子组成，但是二者碳原子的组合排列方式存在很大差异。金刚石是立方晶体结构，金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体。

　　在金刚石晶体中，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。由于金刚石中的C-C键很强，所以金刚石硬度大，熔点极高;又因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电。

　　石墨全部以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成三个共价单键并排列成平面六角的网状结构，这些网状结构以范德瓦耳斯力联成互相平行的平面，构成层片结构。层内原子间距0.142nm，层间距0.335nm。它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40Å，同一网层中碳原子的间距为1.42Å。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于分子晶体。但是，由于同一平面层上的碳原子间结合很强，极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质也稳定。

Answer 2

分子排列不同。这是典型的结构决定性质的例子。

Answer 3

碳原子的排列结构不同金刚石是成正8面体而石墨是片状