如何使石墨变成金刚石

石墨变成金刚石是属于化学变化而非物理变化. 石墨和金刚石是由同一种元素组成,那么两者肯定是同一种物质.石墨是层状结构,每一层中C原子之间形成正六边形,层与层由范德华力连接:金刚石是正四面体的结构,每个C相互间靠着共价键连接在一起,性能非常稳定.其实这两种物质都是碳的同素异形体,虽然都是由C组成,但是其中的结构完全不一样,因此,两者不是同一物质.

石墨和金刚石都属于碳单质,二者的化学式都是c,石墨结构中有共价键.分子键等,它们的化学性质基本相同.但金刚石和石墨却不是同种物质,它们是由相同元素碳构成的同素异型体.主要是因为他们的空间结构是不同的,石墨单质的各原子间构成正六边形的平面结构,呈片状,层与层之间有分子键,层之间容易滑动,所以石墨质软,深灰色,有金属光泽,手摸有滑腻感并留有深灰色痕迹.又因为正六边形结构稳定,所以石墨耐高温,因此石墨可以做高温润滑剂.石墨具有良好的耐高温.导电.导热.润滑.可塑及化学稳定性等性能.

石墨和金刚石同属于C的同素异形体,但不是同种物质:石墨和金刚石之间的转变是C元素的两种单质间的转变,属于化学反应,但是由于这是单质与单质之间的转变不属于四大反应(化合反应.分解反应.置换反应.复分解反应)类型当中的任意一种.

是化学变化.化学变化的本质是分子中原子的重新组合,并伴有新物质的生成.石墨和金刚石虽然都是碳原子构成.但是一个分子中的原子数不一样.原子在分子中的空间结构不同.所以是不同物质,属于化学变化.金刚石,它与石墨是同素异构体,石墨是碳原子在常压下的存在形态,而金刚石是碳原子在高温,高压下行成的,现在人工金刚石,就是这个原理制成的.它是不稳定状态,它回向稳定状态下转变,也就是在常压会变回成石墨.不过是很慢的人是看不到的,也许要几千年或几万年.

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.从分子结构上说,石墨是过渡形的分子,而金刚石是正六面体的结构,因此金刚石的能量要比石墨的能量大,能量越大越不稳定.也可以用键能来解释,石墨之间的碳碳键键能较大,因而更稳定.

原因:石墨和金刚石虽然都是碳单质,但是他们的晶体构型不同:碳是典型的层状晶体,微观结构是分层的,同层之间靠共价键结合,层与层之间靠范德华里吸引,所以表现出光滑,柔软易碎的物理性质.而金刚石是典型的原子晶体,微观结构是碳原子与碳原子之间用共价键结合,一个碳原子周围有六个碳原子.从根本上来说,他们的微观结构发生改变,旧键断裂,新键生成,产生了新的物质,所以是化学变化.

物理变化和化学变化的唯一判断方法就是有没有新的物质生成.其中有新物质生成的是化学变化,没有新物质生成的是物理变化. 石墨和金刚石都是由碳组成.但石墨是层状结构,每一层中碳原子之间形成正六边形,层与层由范德华力连接: 金刚石是正四面体的结构,每个碳原子之间靠着共价键连接在一起,性能非常稳定.两种物质都是碳的同素异形体,虽然都是由碳组成,但是其中的结构完全不一样,因此,两者不是同一物质. 所以,石墨变成金刚石是属于化学变化而非物理变化.

同素异形体,是指由同样的单一化学元素组成,但性质却不相同的单质.同一元素因为排列方式不同而产生不同的物理性质与化学性质.同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异. 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. 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.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,而金刚石是原子晶体.

石墨与金刚石的化学性质完全不同.原因为: 1.石墨被原子氢侵蚀的速度远大于金刚石.这是气相沉积金刚石的基本原理,出自化学汽相沉积金刚石生长表面氢原子盖率的研究一书. 2.与强氧化剂反的差异,石墨层间结合力很弱,容易插入其他离子或分子,形成石墨层间化合物,氟气与金刚石反应表面氟化,结构完全破坏形成四氟化碳,但石墨可以基本保持碳骨架不断裂而氟却深入层间最终形成氟化石墨 .