基本解释
化学名词解释:
同素异形体是相同元素构成,不同形态的物体
同素异形体 - 概述
同素异形体是相同元素构成,不同形态的物体
同素异形体由于结构不同 , 彼此间物理性质有差异;但由于是同种元素形成的 , 所以化学性质相似 。同素异形体研究对象均为单质 , 他们之间的转化为化学变化 。
例如氧气是没有颜色、没有气味的气体 , 而臭氧是淡蓝色、有鱼腥味的气体;氧气的沸点-183℃ , 而臭氧的沸点-111.5℃;氧气比臭氧稳定 , 没有臭氧的氧化性强等 。一定要是单质.比如氧气和臭氧,一个是O2一个是O3
金刚石和石墨,都是碳同素异形体之间的转化属于化学变化 。
同素异形体的形成方式有三种:
1.组成分子的原子数目不同 , 例如:氧气O2和臭氧O3
2.晶格中原子的排列方式不同 , 例如:金刚石和石墨
3.晶格中分子排列的方式不同 , 例如:正交硫和单斜硫
同素异形体 - 碳的同素异形体
(1)碳的同素异形体有金刚石、石墨和碳60等富勒烯 , 它们的不同性质是由微观结构的不同所决定的 。
金刚石呈正四面体空间网状立体结构 , 碳原子之间形成共价键 。当切割或熔化时 , 需要克服碳原子之间的共价键 , 金刚石是自然界已经知道的物质中硬度最大的材料 , 它的熔点高 。上等无暇的金刚石晶莹剔透 , 折光性好 , 光彩夺目 , 是人们喜爱的饰品 , 也是尖端科技不可缺少的重要材料 。颗粒较小、质量略为低劣的金刚石常用在普通工业方面 , 如用于制作仪器仪表轴承等精密元件、机械加工、地质钻探等 。钻石在磨、锯、钻、抛光等加工工艺中 , 是切割石料、金属、陶瓷、玻璃等所不可缺少的;用金刚石钻头代替普通硬质合金钻头 , 可大大提高钻进速度 , 降低成本;镶嵌钻石的牙钻是牙科医生得心应手的工具;镶嵌钻石的眼科手术刀的刀口锋利光滑 , 即使用1000倍的显微镜也看不到一点缺陷 , 是摘除眼睛内白内障普遍使用的利器 。金刚石在机械、电子、光学、传热、军事、航天航空、医学和化学领域有着广泛的应用前景 。
石墨是片层状结构 , 层内碳原子排列成平面六边形 , 每个碳原子以三个共价键与其它碳原子结合 , 同层中的离域电子可以在整层活动 , 层间碳原子以分子间作用力(范德华力)相结合 。石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体 。天然石墨耐高温 , 热膨胀系数小 , 导热、导电性好 , 摩擦系数小 。石墨被大量用来做电极、坩埚、电刷、润滑剂、铅笔等 。具有层状结构的石墨在适当条件下使某些原子或基团插入层内与C原子结合成石墨层间化合物 。这些插入化合物的性质基本上不改变石墨原有的层状结构 , 但片层间的距离增加 , 称为膨胀石墨 , 它具有天然石墨不具有的可绕性 , 回弹性等 , 可作为一种新型的工程材料 , 在石油化工、化肥、原子能、电子等领域广泛应用 。
(2)碳60
1985年 , 美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家们制造出了第三种形式的单质碳C60 , C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子 , 形似足球 , C60为黑色粉末 , 易溶于二硫化碳、苯等溶剂中 。人们以建筑大师B.富勒的名字命名了这种形式的单质碳 , 称为富勒烯(fullarene) 。这是因为富勒设计了称为球状穹顶的建筑物 , 而某些富勒烯的结构正好与其十分相似 。C60曾又被称足球烯、巴基球等 , 它属于球碳族 , 这一类物质的分子式可以表示为Cn , n为28到540之间的整数值 , 有C50、C70、C84、C240等 , 在这些分子中 , 碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键 , 它们实际上是球形共扼烯 。
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