熔点高的是金刚石吗?

如题所述

按照基础无机化学的解释,其实不难懂。
因为无论是石墨还是金刚石,想要达到“液态”,也就是相对滑移的状态,都需要克服共价键形成小的碎片。而石墨片层内部的共价键有用大π键的缘故比金刚石的要短,键能更高,所以断裂需要克服的能量更大,所以熔点更高。

但是!!上述的说法极度不严谨!!极度极度不严谨!!甚至可以说是错误的!!只能作为应试的答案,甚至作为应试的答案都很不合适!!!

真正这个问题怎么解释呢?这个问题的关键不是谁高谁低的问题,而是石墨和金刚石有没有可能在同样的环境下测定熔点的问题。

首先需要理解的是,金刚石是碳原子形成的原子晶体,而石墨则是一类特殊的晶体(片层内部以共价键结合,片层之间以范德华力结合)。石墨和金刚石可以利用物理方法(改变压强和温度)互相转变——你可以把石墨和金刚石理解成碳单质的两种不同的“相”。无论是金刚石还是石墨,其“熔化”过程都是需要破坏共价键的。而液态的石墨和液态的金刚石,就是同样的一种东西——液态的碳。

常压是一个大气压,大概是1bar的压强,而图中可以看到,石墨、气态碳和液态碳的三相点在100bar左右,也就是说液态的碳(liquid carbon)只有在100bar以上才有可能存在,所以常压下无论把石墨加热到多高的温度,只要是常压情况下,对石墨进行加热,首先发生的是升华而不是熔化。

相图中的A区,石墨处于稳定状态,而金刚石处于亚稳态,这就是常压常温下石墨和金刚石的状态,这是为什么常温常压下石墨比金刚石更加稳定的原因。而B区则是石墨单相区,在常压下随着温度升高,金刚石会逐渐石墨化。D是金刚石稳定状态而石墨处于亚稳态的区域。而E区则是金刚石单相区,温度和压强达到E区的条件后,石墨会快速转变为立方金刚石。

图中ABCDE四个区域的交汇点就是金刚石-石墨-液态碳的三相点,只有在这个点的压强之上,升高温度才有可能使金刚石直接熔化;低于这个点的压强的情况下,金刚石只会石墨化。
而同时,在这个压强之上,石墨是不能稳定存在的,他会处在亚稳态或者直接转变为立方金刚石。

1)无论是石墨还是金刚石,常压下都是没有熔点的。常压下升温,石墨会升华,金刚石会石墨化后升华;

2)哪怕不是在常压下,也不能在同一压强下同时测得石墨和金刚石直接熔化成液态碳的温度,所以熔点的比较也就无从谈起了。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2017-11-25

当年我啥也不懂,啃了个硬骨头,硬是把炉子温度开到了2940度C,用的是西格里347石墨,结果炉内喷出来黑色絮状的雪花,抖胆开机持续一分钟关,吓得半死。
后来知道了,出错的是那测温仪,就是那IRCON 15C35 型号,1500…3500的测温段4…20mA,被我设成1500…3000,折算一下到3400+了,再后来3000度随便上。
理论,文献各种石墨升华温度3600,3800不会错,毕竟西格里347也有各种缺陷。
两件事没做后悔,第一,重新校验那台测温仪,拿出第一手数据。现在那台测温仪应该在MHS静静的躺着,十三年前据说是走私买的二手货,IRCON那个温度段是军工。第二,难得的一次机会烧出满天飞的黑棉花,就没收集一点点,说不定有比碳纳米管石墨烯更贵重的东西。

金刚石在有氧环境下的燃点大约是680摄氏度左右,绝氧或真空或者有惰性气体保护的环境下燃点大概也就是900吧。

石墨可以耐3500度以上的高温而不燃烧。

第2个回答  2017-11-26

物质融化时:分子晶体需破坏分子间作用力;原子晶体需破坏共价键;离子晶体需破坏离子键;金属晶体需破坏金属键。键越强,破坏键所需能量越高,则熔点越高。
金刚石和石墨融化时,需破坏C-C共价键。而同为C-C键,键长越长,键能越低(棍子长容易被掰断)。故金刚石键长大于石墨,则熔点小于石墨。
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。