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孤傲的王子

金虫 (小有名气)

[求助] sp2杂化和sp3杂化哪个能量高?石墨烯、碳管、金刚石硬度比较

都说石墨烯硬度比金刚石还高!是这样的吗?
据我所知,硬度跟键能大小有关,石墨烯和碳纳米管都是sp2杂化,而金刚石是sp3杂化,那是不是sp2杂化成键的能量比sp3成键的能量高些呢?

还有小弟的一个想法:是不是把石墨烯“卷起来”就成了碳管,而把碳管“剪开”就成了石墨烯啊?呵呵

望虫友们帮忙解答下啦,谢谢!
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黑暗中的光
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孤傲的王子

金虫 (小有名气)

肿么没人回应,帮自己顶顶!呵呵
黑暗中的光
2楼2012-12-02 21:38:40
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windyswust

木虫 (著名写手)

这个问题太好了,求大牛来解答,貌似 我还听说 是不是最硬的物质 是不是理论计算的一个C3N4的混合物,只是目前还没合成出来。继续求大牛
一步一个脚印
3楼2012-12-03 10:17:22
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孤傲的王子

金虫 (小有名气)

引用回帖:
3楼: Originally posted by windyswust at 2012-12-03 10:17:22
这个问题太好了,求大牛来解答,貌似 我还听说 是不是最硬的物质 是不是理论计算的一个C3N4的混合物,只是目前还没合成出来。继续求大牛

呵呵,谢谢!你说的应该是β-Si3N4吧,它的C是sp3杂化与四个N原子结合,N是sp2杂化与3个C原子结合,号称硬度接近甚至超过金刚石。我估计它硬度应该介于金刚石和石墨烯之间。
黑暗中的光
4楼2012-12-03 13:51:57
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yujia1983

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

石墨是层状的,层间可滑动,因此很软,硬度很低;石墨烯是单层石墨片层,硬度不高,但由于键长比金刚石短,因此键强超过金刚石;碳纳米管沿轴向的键强也高于金刚石,但沿径向很软。石墨、石墨烯和碳纳米管都不是超硬材料,是沿某些方向的强度很高的材料,只有金刚石和六方金刚石是超硬材料。β-C3N4理论计算的体模量很大,但理论计算的维氏硬度略低于金刚石,属于一类潜在的超硬材料,由于属于亚稳材料,合成难度很大。
世界有你更精彩!
5楼2013-05-10 07:42:06
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

SP3杂化的金刚石的能量要高些。因为金刚石只是亚稳相,真正在任何温度均能稳定存在的是石墨。
6楼2013-12-01 09:16:09
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