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碳有三种同素异形体
点击次数:2379 发布时间:2009-12-28
碳有三种同素异形体:金刚石、石墨和无定形碳(如木炭、焦炭、炭焦等,由石墨微晶体构成)。碳的物理性质和化学活动性跟其晶体结构有密切关系。金刚石为典型原子晶体,不导电,硬度zui大,密度3.51克/厘米3,熔点3550℃,沸点4827℃;石墨质软,灰黑色,密度2.25克/厘米3,熔点 3652℃,有良好传热和导电性。碳化学性质稳定,常温下不跟空气中的氧气反应,不溶于水,稀碱和有机溶剂中。在高温时,碳燃烧生成一氧化碳或二氧化碳。卤素中只有氟跟碳反应。跟硫在高温下生成二硫化碳。红热的碳跟水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)。高温时可跟许多金属反应生成金属碳化物。高温时有强还原性,可将一些金属或非金属从氧化中还原出来。可被热浓硫酸或热浓硝酸氧化成二氧化碳。碳有广泛的用途,是钢铁分析仪和某些其他合金的重要组成部分,是冶金工业、化学工业的重要原料。碳在古代就被发现。裂解天然气(主要成分是甲烷)可得到纯净的碳。

【金刚石】是碳的一种同素异形体,典型的原子晶体。碳原子形成4个sp3杂化轨道,以共价键彼此相连,每个碳原子都处于与它相联的四个碳原子所组成的正四面体的中心,组成了晶体,整个晶体可以看成是一巨型分子。晶体属等轴晶系,常为八面体晶形。纯品无色透明、有强烈光泽,因含杂质呈蓝色、天蓝色、淡黄色、红色或黑色。密度3.15~3.53克/厘米3,熔点3550℃,沸点4827℃,硬度10,是zui硬的物质。不导电。在紫外线下显淡青蓝色荧光。与各种化学试剂不起反应,777℃时能在氧气中燃烧生成二氧化碳。用作的研磨、钻孔、切割、拉丝工具。透明的经过琢磨称为钻石,是一种华贵的装饰品。自然界有少量金刚石矿。用人工方法可制造金刚石,如石墨在高温高压和催化剂作用下可转化成金刚石。

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