金刚石与石墨的碳原子排列有什么区别？

金刚石，石墨，C60它们的碳原子排列方式有什么不同~

金刚石中，每个C原子与4个C原子相连，呈正四面体结构，整个金刚石就是由这样的正四面体连接而成；

石墨分子中，C原子以六元环的大共轭方式形成大平面（石墨烯），许多石墨烯堆叠成石墨；

C60分子中，C原子以五元环和6元环的大共轭形式形成球状分子。

金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。这是金刚石的面心立方晶胞的结构。在石墨晶体中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键，构成六角平面的网状结构，这些网状结构又连成片层结构。层中每个碳原子均剩余一个未参加sp2杂化的p轨道，其中有一个未成对的p电子，同一层中这种碳原子中的m电子形成一个m中心m电子的大∏键(键)。这些离域电子可以在整个儿碳原子平面层中活动，所以石墨具有层向的良好导电导热性质。

石墨的层与层之间是以分子间力结合起来的，因此石墨容易沿着与层平行的方向滑动、裂开。石墨质软具有润滑性在C60分子中，每个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子相连，剩余的未参加杂化的一个p轨道在C60球壳的外围和内腔形成球面大∏键

金刚石与石墨的碳原子排列区别：

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造，石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。详细如下：

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。金刚石的绝对硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3 470-3560kg/m3。

石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。

金刚石晶莹美丽，光彩夺目，是自然界最硬的矿石。在所有物质中，它的硬度最大。测定物质硬度的刻画法规定，以金刚石的硬度为10来度量其它物质的硬度。例如Cr的硬度为9、Fe为4.5、Pb为1.5、钠为0.4等。在所有单质中，它的熔点最高，达3823K。

金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。这是金刚石的面心立方晶胞的结构。

由于金刚石晶体中C—C键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，晶体中没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点高，而且不导电。

室温下，金刚石对所有的化学试剂都显惰性，但在空气中加热到1100K左右时能燃烧成CO2。

金刚石俗称钻石，除用作装饰品外，主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具，是重要的现代工业原料，价格十分昂贵。

石墨

石墨乌黑柔软，是世界上最软的矿石。石墨的密度比金刚石小，熔点比金刚石仅低50K，为3773K。

在石墨晶体中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键，构成六角平面的网状结构，这些网状结构又连成片层结构。层中每个碳原子均剩余一个未参加sp2杂化的p轨道，其中有一个未成对的p电子，同一层中这种碳原子中的m电子形成一个m中心m电子的大∏键(键)。这些离域电子可以在整个儿碳原子平面层中活动，所以石墨具有层向的良好导电导热性质。

石墨的层与层之间是以分子间力结合起来的，因此石墨容易沿着与层平行的方向滑动、裂开。石墨质软具有润滑性。

由于石墨层中有自由的电子存在，石墨的化学性质比金刚石稍显活泼。

由于石墨能导电，有具有化学惰性，耐高温，易于成型和机械加工，所以石墨被大量用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯。

碳六十

20世纪80年代中期，人们发现了碳元素的第三种同素异形体——C60。

碳六十的发现和结构特点

1996年10月7日，瑞典皇家科学院决定把1996年诺贝尔化学奖授予Robert FCurl，Jr(美国)、Harold WKroto(英国)和Richard ESmalley(美国)，以表彰他们发现C60。

1995年9月初，在美国得克萨斯州Rice大学的Smalley实验室里，Kroto等为了模拟N型红巨星附近大气中的碳原子簇的形成过程，进行了石墨的激光气化实验。他们从所得的质谱图中发现存在一系列由偶数个碳原子所形成的分子，其中有一个比其它峰强度大20~25倍的峰，此峰的质量数对应于由60个碳原子所形成的分子。

C60分子是以什么样的结构而能稳定呢？层状的石墨和四面体结构的金刚石是碳的两种稳定存在形式，当60个碳原子以它们中的任何一种形式排列时，都会存在许多悬键，就会非常活泼，就不会显示出如此稳定的质谱信号。这就说明C60分子具有与石墨和金刚石完全不同的结构。由于受到建筑学家Buckminster Fuller用五边形和六边形构成的拱形圆顶建筑的启发，Kroto等认为C60是由60个碳原子组成的球形32面体，即由12个五边形和20个六边形组成，只有这样C60分子才不存在悬键。

在C60分子中，每个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子相连，剩余的未参加杂化的一个p轨道在C60球壳的外围和内腔形成球面大∏键，从而具有芳香性。为了纪念Fuller，他们提出用Buckminsterfullerene来命名C60，后来又将包括C60在内的所有含偶数个碳所形成的分子通称为Fuller，中译名为富勒烯。

金刚石是网状结构，每个碳原子形成4个σ键，而石墨每一层呈多个正六边形，正六边形顶点上为碳原子，每个碳原子形成3个σ键，多余的1个电子形成金属键，因此石墨导电，且石墨层与层之间为范德华力，故硬度不大。

---

衡东县17259209353： 金刚石,石墨,C60它们的碳原子排列方式有什么不同? - ？
宰父迫特尔：[答案] 金刚石晶体属立方晶系,是典型的原子晶体,每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键,构成正四面体.这是金刚石的面心立方晶胞的结构.在石墨晶体中,碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键,构成六角平面的网...

衡东县17259209353： 为什么C原子的排列方式不同导致石墨和金刚石的物理性质不同? - ？
宰父迫特尔：[答案] 金刚石与石墨是碳的同素异形体,同素异形体彼此间物理性质有差异要从结构上分析,即原子排列方式的不同造就了其物理性质的差异.金刚石中的碳原子是正四面体结构,硬度很大;石墨中的碳原子是正六边形结构,并且形成层状,硬度较小;正是...

衡东县17259209353： 金刚石与石墨化学性质差别大的原因是由于碳原子的结构不同和是因为碳原子的排列不同有什么区别? - ？
宰父迫特尔：[答案] 金刚石晶莹美丽,光彩夺目,是自然界最硬的矿石.在所有物质中,它的硬度最大.测定物质硬度的刻画法规定,以金刚石的硬度为10来度量其它物质的硬度.例如Cr的硬度为9、Fe为4.5、Pb为1.5、钠为0.4等.在所有单质中,它的熔点最高,达3823K. ...

衡东县17259209353： 金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式:成键方式相同,排列方式不同.对么?如题, - ？
宰父迫特尔：[答案] 金刚石与石墨是同素异型体,都是由碳元素组成.石墨为层状结构;金刚石为立体网状结构,属立方晶系.从成键的角度看,石墨中碳原子采取sp2杂化;金刚石中每一个碳原子和四个C等价结合,采用sp3杂化轨道.通过高温高压的方式,可以将石墨转...

衡东县17259209353： 金刚石与石墨的区别是什么? - ？
宰父迫特尔： 碳原子的排列不同 金刚石-空间网状结构 石墨-层状

衡东县17259209353： 金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式:成键方式相同,排列方式不同.对么?？
宰父迫特尔： 金刚石与石墨是同素异型体,都是由碳元素组成.石墨为层状结构;金刚石为立体网状结构,属立方晶系.从成键的角度看,石墨中碳原子采取sp2杂化;金刚石中每一个碳原子和四个C等价结合,采用sp3杂化轨道.通过高温高压的方式,可以将石墨转换为金刚石.

衡东县17259209353： 金刚石和石墨是同种原子吗 - ？
宰父迫特尔： 对,都是C原子构成的,只是原子的排列不一样,结构的不同造成性质的差异,如在硬度、导电性、熔点、沸点等都有很大差异. 金刚石中碳原子的排列成网状空间结构;石墨中碳原子的排列成层状,层与层之间的结合力比较弱,可以发生相对...

衡东县17259209353： 初三化学解答题(石墨与金刚石的不同)我知道石墨与金刚石都由碳原子构成,也知道他俩的原子排列方式不同,但是能不能深一步解释一下:金刚石的排列... - ？
宰父迫特尔：[答案] 金刚石结构是: 每一个C以SP3杂化轨道以共价键和周围4个C结合成空间网状结构,键角为109.5,以12个C为一个最小元环形成原子晶体. 石墨晶体结构特征; 每个C以SP2杂化轨道和周围3个C形成无限六边形网状结构,键角120,以6个C为最小...

衡东县17259209353： 金刚石和石墨具有不同的化学组成对不对 - ？
宰父迫特尔： 不对 金刚石和石墨都是碳原子组成, 导致二者不同的仅仅是由于原子的排列 石墨在5到10万个大气压中,加几粒催化剂可生成金刚石.

衡东县17259209353： 金刚石和 石墨 - -------不同?？
宰父迫特尔： 造成物理性质不同的原因是原子排列顺序不同.金刚石硬度大,但石墨硬度小,质软滑腻. 化学性质相同时因为都属于同种元素.C60也一样.