为什么不是分子结构不同造成金刚石石墨C60的物理性质差异

2025-03-25 12:41:20

推荐回答（5个）

回答1：

澄清一个概念
金刚石，石墨，碳60 都是单质，不会牵扯到分子结构
金刚石是由碳原子排列而成的椅式结构（我不会贴图，可以自己上网找），石墨是由碳原子排列成的层式结构（也是为什么石墨比金刚石易碎的原因，易发生层与层之间的相对位移），碳60是碳原子构成一个像足球一样的结构。
总而言之因为它们都是由原子构成的，所以不会与分子结构有关。
补充回答：
碳60就是单质。单质的定义是：“必须是由同种元素组成的纯净物，混合物不可能是单质。”而且，百度百科在解释石墨时有这样一句话：“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. ”
猜想：你所说的分子是不是指晶胞啊，就是构成晶体的最简单位。
金刚石的晶胞，还是百度百科里的：“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。”
石墨：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。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。
C60：碳原子组成象足球一样的结构。

我现在坚持我的观点

继续补充：
我和同学讨论了一下这个问题，结论是：
原子的排列方式构成分子结构，所以分子结构不同的本质是原子的排列方式，所以说老师说的是对的。
我还是坚持我的观点。

回答2：

因为金刚石石墨C60是没有单个的分子的，他们是由原子构成的。由原子不同的排列而形成的。所以。。。

回答3：

最简单的解释:

金刚石是炭最成的对不?
有机物在地下高压高温的作用下形成纯炭的结构对不?象金刚石或者钻石,

这些高密度炭原子的排列方式可能是六个炭原子组成环行然后成蜂窝状排列,或者正方排列.六边形蜂窝排列最牢固对不?要不蜜蜂咋这么做窝呢..

回答4：

除了C60外，它们没有单个的分子

回答5：

C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯.（C60这种物质是由C60分子组成的,而不是由原子构成的.）C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形.其相对分子质量约720.C60化学性质很稳定。
C60分子处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用近似于sp2杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子杂化轨道理论计算值为sp2.28，每个碳原子的三个σ键不是共平面的,键角约为108°或120°,因此整个分子为球状.每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构,因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能.C60具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景。
在金刚石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体.每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价单键，每个原子分到2个价电子,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。
金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。金刚石的熔点是3550℃，石墨熔点高于金刚石。
在石墨晶体中，同层的每一个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构,这里C-C键的键长皆为142pm，这正好属于原子晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是原子晶体。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,其中有一个2p电子。这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键.而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动，每个原子分到8/3个价电子.类似金属键的性质,相当于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电。石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于分子晶体。但是,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏。
石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。石墨还具有耐高温性，石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时，石墨强度提高一倍。
从上面C60、金刚石、石墨的晶体结构可以看出：虽然C60、金刚石、石墨都是由碳原子构成的，但是碳原子之间的连接排列方式大不相同，因而C60、金刚石、石墨的空间构型存在着很大差异，决定了它们的化学性质差别很大，在各领域的应用前景也不一样。

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