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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 为什么石墨熔点比金刚石高？谢谢
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lim682

金虫 (小有名气)

[求助] 为什么石墨熔点比金刚石高？谢谢

金刚石是原子晶体， 熔沸点很高的。  石墨是混合晶体 ，为什么熔点比金刚石还高呢？从结构的角度 谢谢！
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落在风里的雨花
1楼2011-05-14 09:43:16
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

透明泡泡鱼

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
lim682(金币+10): 谢谢 说的太好了 2011-05-14 11:05:42
zeng1986kai(金币+3, ICEPI+1): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:07:19
石墨，是层状结构，C原子sp2杂化，与3个C原子形成西格玛键，未杂化的1个p轨道形成大派键。

金刚石，是空间网状结构，C原子sp3杂化，与4个C原子成键。

sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量。

所以石墨的熔点比金刚石高。
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每天抬头四十五度，给阳光一个灿烂的微笑！
2楼2011-05-14 10:06:20
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liwei0808

新虫 (初入文坛)
1、石墨和金刚石融化都需要克服共价键，石墨中每个碳原子形成三个共价键，金刚石中每个碳原子形成四个键，所以石墨中共价键键能大，键长短。
2、石墨中每个碳原子形成3个σ键，还有一个电子，与其它碳原子形成大π键，所以键能比金刚石中σ大。
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10楼2011-05-17 19:16:32
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lxdqq2003

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
lim682(金币+3): 谢谢 哈 2011-05-14 11:06:18
zeng1986kai(金币+2): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:07:27
石墨是热力学上的稳定结构，而金刚石是热力学不稳定的，金刚石是原子晶体，空间网状结构。石墨的每一层为网状，而层与层之间是分子间作用力，它是介于分子晶体和原子晶体之间的晶体结构。但由于键长，石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，分子间的作用力更大，破坏化学键需要更大能量。
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3楼2011-05-14 10:08:05
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jiagle

专家顾问 (知名作家)
看了楼上的回答，虽然派送了2个ICEPI，却仍然未准确表达出石墨的熔点为什么会高于金刚石，甚至在概念上还出现了混乱，只好给个说法，以供参考：
1、不管石墨还是金刚石熔化都需要形成小分子碎片才能做到相对滑移，而熔化后的石墨和金刚石是不可区分的，也即它们的沸点会一样的，只是熔化过程中要克服的作用力有差异。显然，熔化过程中必须要打断化学键，才能变成分子碎片，因此它们的熔化是化学变化，实际上，所有的原子晶体和离子晶体及金属晶体的熔化都是化学变化。
2、石墨和金刚石成键方式不同，导致它们的结构不同，石墨每个C原子形成3个sigma键和1个pi键，而金刚石每个C原子形成4个sigma键，仅从sigma键强弱比较，1个石墨中的sigma键略强于1个金刚石中的sigma键，因为石墨中采用sp2杂化成键，而金刚石中采用sp3杂化成键，前者s成份多；但石墨中的pi键却要弱于金刚石中的第4个sigma键，因此整体上，石墨中的3sigma+1pi要稍微弱于金刚石中的4sigma，如果仅照这样分析，应该是金刚石的熔点要略高于石墨才对！但什么原因导致石墨的熔点反而高于金刚石呢？这就是石墨层状结构产生的另一种作用力，即范德华力，该范德华力不同于普通的范德华力，它是无数类似苯环间的pi-pi重叠产生的较强的分子间作用力，产生堆积效应（stacking），这样石墨中的（3sigma+1pi+pi-pi）>金刚石中的（4sigma），所以导致石墨的熔点反而高于金刚石。
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15楼2014-01-15 09:21:47
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普通回帖

於孝牛

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
zeng1986kai(金币+2): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:07:32
石墨是层状结构，主要是范德华力。
金刚石是四面体结构。是分子间作用力。
范德华力>分子间作用力
所以，熔点比金刚石还高。
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化学创造美好明天
4楼2011-05-14 17:08:46
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西西很可怜

禁虫 (文坛精英)

十亿光年培优班学委——西西

【答案】应助回帖

引用回帖:
Originally posted by 於孝牛 at 2011-05-14 17:08:46:
石墨是层状结构，主要是范德华力。
金刚石是四面体结构。是分子间作用力。
范德华力>分子间作用力
所以，熔点比金刚石还高。

，，，你解释错了吧
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I can
5楼2011-05-14 18:14:58
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於孝牛

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
lim682(金币+2): 谢谢 呵呵 2011-05-16 09:16:22
zeng1986kai(金币+3, ICEPI+1): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:07:51
金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。
    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(总体说来,石墨应该是混合型晶体)；而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10－10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10－10m。同为共价键,键长越小,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。     (主要就是石墨的分子晶体属性导致它的熔点高)
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化学创造美好明天
6楼2011-05-15 10:01:27
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zwj0420

铜虫 (初入文坛)
★
zeng1986kai(金币+1): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:08:11
实在看不下去了，楼主说的是熔点，融化是物理变化，还扯什么破坏化学键呢，这明明应该从分子间作用力考虑。
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7楼2011-05-16 10:23:40
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zwj0420

铜虫 (初入文坛)
★ ★ ★
zeng1986kai(金币+3): 谢谢应助！ 2011-05-17 09:08:23
不好意思，我说错了，记错了，石墨是热力学上的稳定结构，而金刚石是热力学不稳定的，金刚石是原子晶体，空间网状结构。石墨的每一层为网状，而层与层之间是分子间作用力，它是介于分子晶体和原子晶体之间的晶体结构。但由于键长，石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，分子间的作用力更大，破坏化学键需要更大能量。 同意这位的说法。补充一句金刚石加热到1900摄氏度会转化为石墨，石墨更稳定。
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8楼2011-05-16 10:36:13
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lim682

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by zwj0420 at 2011-05-16 10:36:13:
不好意思，我说错了，记错了，石墨是热力学上的稳定结构，而金刚石是热力学不稳定的，金刚石是原子晶体，空间网状结构。石墨的每一层为网状，而层与层之间是分子间作用力，它是介于分子晶体和原子晶体之间的晶体结 ...

呵呵  谢谢
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落在风里的雨花
9楼2011-05-17 07:57:03
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