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小木虫论坛-学术科研互动平台» 网络生活区» 有奖问答 » 有奖问答中转子版 » 【石墨层间为什么没有形成共价键】【有效期至2009年10月19号】
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王宗涛

银虫 (小有名气)

[交流] 【石墨层间为什么没有形成共价键】【有效期至2009年10月19号】

石墨层中的p电子形成大π键，为什么石墨层与层之间，这些大π键没有形成共价键呢？:dnd:希望高手指点
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1楼2009-09-19 21:34:06
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pinkpark

新虫 (小有名气)
★
王宗涛(金币+1,VIP+0):你说了一大堆有意思的只有一句：“每个碳原子与邻近的三个碳原子以共价键相结合，已经达到稳定的八电子子结构”只能给你1个金币，谢谢！ 9-20 09:35
石墨的晶体具有成状结构，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形平面网状结构，共价键的键长为0.142nm，键角为120°：每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，因此能够形成遍及整个平面的大π键。正是由于电子可以再整个六边形网状平面上运动，因此石墨的大π键具有金属件的性质，这就是石墨岩层的平行方向导电性强的原因。这些网状的平面结构以范德华力结合形成层状结构，层与层之间的距离为0.335nm。这样，石墨晶体重既有共价键，又有范德华力，同时还有金属件的特性。
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
我的理解是每个碳原子与邻近的三个碳原子以共价键相结合，已经达到稳定的八电子子结构，因此每一层是很稳定的。但是层与层之间就不能再有电子的共价作用了，而只能是看做分子与分子之间的范德华力。因此石墨又有润滑的作用，层之间容易滑动么！
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2楼2009-09-19 22:46:16
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goodone

银虫 (正式写手)
层间距比较大，只有范德华力作用了。
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3楼2009-09-19 22:52:21
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jiangshuxun

禁虫 (文坛精英)
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4楼2009-09-20 09:23:04
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王宗涛

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by pinkpark at 2009-9-19 22:46:
石墨的晶体具有成状结构，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形平面网状结构，共价键的键长为0.142nm，键角为120°：每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨 ...

你说了一大堆有意思的只有一句：“每个碳原子与邻近的三个碳原子以共价键相结合，已经达到稳定的八电子子结构”只能给你1个金币，谢谢！
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5楼2009-09-20 09:35:03
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王宗涛

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by goodone at 2009-9-19 22:52:
层间距比较大，只有范德华力作用了。

这种想法我的同学也说过，我觉得没有道理，层间距离大是层间不能形成共价键的结果，而不是由于层间距大才不能形成共价键！！换句话说，我们假设层间的大pi键能够相互作用形成共价键，那么层间距就不会这么大了！谢谢参与！
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6楼2009-09-20 09:40:53
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王宗涛

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by jiangshuxun at 2009-9-20 09:23:
形成共价键就不是大π键了

我不知道您想跟我说什么！！这和我的问题有关系吗？我问的是为什么这些大pi键之间没有相互结合形成共价键，或者按照您的思路，就是问：为什么这些p电子非得只形成大pi键，而不是在层间形成大pi键的同时，也在层与层之间形成共价键？！谢谢您的参与！
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7楼2009-09-20 09:49:15
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pinkpark

新虫 (小有名气)
★
王宗涛(金币+1,VIP+0):先感谢您的热情参与！（奖励1个金币），不过您说错了。1、金刚石是1个2s电子和3个2p（其中的一个2p电子是由一个2s电子跃迁到p轨道形成的）电子进行杂化形成四面体取向的4个sp3杂化轨道，相邻碳原子的杂化轨道头对头形成共价键，这不是pi 键，而是σ键。2、同样石墨是1个2s电子和2个2p电子杂化形成3个互成120度平面取向的sp2杂化轨道，剩下的一个p电子与邻近碳原子的剩余p电子肩并肩形成大π键. 9-22 14:11
先前说的有点简单了。
注意：C是2（1s）2（2s）2（2p），其实只有最外的2p是未配对的。
金刚石是2（2s）和2（2p）轨道杂化的，因此形成四面体的四个顶角方向的均匀分布的更强的键，应该就是你说的大π键。
而石墨是1（2s）和2（2p）轨道杂化的，因此只能形成三个杂化轨道在一个平面内！其键比较强，是共价键作用。另一个1（2s）上的电子没有参与！而且2s是内层电子，因此键比较弱，所以面与面之间的作用较弱，是范德华力的。
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8楼2009-09-22 09:13:11
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axiu3961

捐助贵宾 (职业作家)
★ ★
王宗涛(金币+2,VIP+0):您说的有道理，希望能讲的更详细一点，为什么过渡态的能量会很高呢？谢谢您的参与！！ 9-22 14:14
楼主能问这个问题说明是个善于思考的人，挺好的。
让现在的理论解释就是它形成共价键的过渡态能量高，所以要在高温高压下形成，现在也有人工生成金刚石的。
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Nopains,Nogains!奇迹的背后，都是无比寂寞的勤奋!
9楼2009-09-22 10:09:13
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王宗涛

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by pinkpark at 2009-9-22 09:13:
先前说的有点简单了。
注意：C是2（1s）2（2s）2（2p），其实只有最外的2p是未配对的。
金刚石是2（2s）和2（2p）轨道杂化的，因此形成四面体的四个顶角方向的均匀分布的更强的键，应该就是你说的大π键。
而石 ...

先感谢您的热情参与！（奖励1个金币），不过您说错了。1、金刚石是1个2s电子和3个2p（其中的一个2p电子是由一个2s电子跃迁到p轨道形成的）电子进行杂化形成四面体取向的4个sp3杂化轨道，相邻碳原子的杂化轨道头对头形成共价键，这不是pi 键，而是σ键。2、同样石墨是1个2s电子和2个2p电子杂化形成3个互成120度平面取向的sp2杂化轨道，剩下的一个p电子与邻近碳原子的剩余p电子肩并肩形成大π键.
还是谢谢你的参与！
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10楼2009-09-22 14:11:13
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