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钻石其实和铅笔芯一样都是碳组成的吗
钻石和铅笔芯是我们身边容易见到的两件物品。钻石亮光闪闪,贵重无比;而铅笔芯看起来黑乎乎的,也相对比较廉价。如果说钻石和铅笔芯是由一样的元素组成的,你相信吗?
钻石是指经过琢磨的金刚石,而金刚石本质上就是一种单质碳。铅笔芯一般都由石墨制成,本质上也是一种单质碳。因此,说钻石和铅笔芯是由一样的元素组成的,这是对的。
虽然金刚石和石墨都是碳单质,但是它们却不是同一种物质,它们只是同素异形体,就如我们孪生兄弟姐妹一样,虽然都是爸爸妈妈的宝贝,但是也分别是独立的个人。造成金刚石和石墨区别这么大的原因主要在于碳原子的排列方式不同。在金刚石内,碳原子是以晶体的形式排列的,每一个碳原子与其他4个碳原子紧密连接,所以金刚石才会那么硬。其实也正是由于金刚石的硬度大,化学稳定性好,所以人们才会喜欢用它来代表永远。而石墨则是一种层状材料,每一个碳原子与3个碳原子相互连接,形成一个层状的碳原子平面,不同平面之间再相互叠加,因此,石墨是一种非常软的物质,甚至还可以做润滑剂。
金刚石和石墨作为碳的单质,都具有单质碳的各种化学性质,如可以在氧气中燃烧,能够作为还原剂等。当然,在特定的化学条件下,金刚石和石墨还可以相互转换呢。
石墨的碳原子结构图
金刚石的碳原子结构图