如何理解金剛石晶胞的體對(duì)角線等于8r?
如何理解金剛石晶胞的體對(duì)角線等于8r?
鉆石的晶胞是18個(gè)碳原子(8個(gè)頂點(diǎn)，面心前后6個(gè)，體內(nèi)2條對(duì)角線，共4個(gè))。用切割法，應(yīng)該是一個(gè)晶胞8個(gè)碳原子，計(jì)算方法如下：
頂點(diǎn)：8 * 1/8=1;面心6 * 1/2=3;體內(nèi)4;總數(shù)是8。
因?yàn)殂@石中的碳是四面體，對(duì)應(yīng)于晶胞，一些晶胞頂點(diǎn)的一個(gè)碳和最近面中心的三個(gè)碳組成一個(gè)四面體，這個(gè)四面體的中心也填充了一個(gè)碳，兩者相切。
菱形結(jié)構(gòu)可以看作是兩個(gè)面心立方沿著身體的對(duì)角線穿插。對(duì)角線上有三個(gè)原子，加上兩個(gè)頂點(diǎn)，有八個(gè)半徑，等于根號(hào)三a。
擴(kuò)展信息：
在金剛石晶體中，每個(gè)碳原子通過(guò)SP3雜化軌道與其他四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，形成正四面體。由于金剛石中C-C鍵很強(qiáng)，所以金剛石硬度高，熔點(diǎn)極高。因?yàn)樗袃r(jià)電子都被限制在共價(jià)鍵區(qū)域，沒有自由電子，所以金剛石不導(dǎo)電。
金剛石結(jié)構(gòu)與閃鋅礦結(jié)構(gòu)非常相似，但不同的是組成閃鋅礦結(jié)構(gòu)的兩個(gè)面心立方晶格上的原子不同，如Zn和S，而組成金剛石結(jié)構(gòu)的原子是相同的。閃鋅礦結(jié)構(gòu)的積累速率隨兩個(gè)原子的相對(duì)大小而變化。
金剛石方式堆積是怎么樣的?。繛槭裁?r根號(hào)3a? 高中化學(xué)選修三
(1)一個(gè)晶胞中有18個(gè)碳原子。設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a。
(2)取其八分之一，即長(zhǎng)度為a/2的小立方體。
(3)取四個(gè)頂點(diǎn)ABCD為正四面體，E為外切球面的圓心。正四面體的邊長(zhǎng)是(根2)a/2?？梢郧蟪鯠E=(根3)a/4。
(4)近似認(rèn)為碳原子緊密排列，碳原子半徑為r，即DE=2r。
簡(jiǎn)化得到8r=根3a。
如果圖片或者解題過(guò)程不清楚，再問我。
為什么天然金剛石是正八面體結(jié)構(gòu)？
在鉆石晶體內(nèi)部，每個(gè)碳原子都與周圍的四個(gè)碳原子緊密結(jié)合，形成緊密的三維結(jié)構(gòu)。這是一種在其他礦物中從未見過(guò)的特殊結(jié)構(gòu)。
而且這種致密的結(jié)構(gòu)使得鉆石的密度約為每立方厘米3.5克，約為石墨的1.5倍。
正是這種致密的結(jié)構(gòu)使得金剛石具有最大的硬度。換句話說(shuō)，鉆石是碳原子擠壓形成的礦物。
金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
金剛石的晶體結(jié)構(gòu)可分為等軸立方晶系和六方晶系。
在金剛石晶體中，碳原子通過(guò)四面體鍵相互連接，形成無(wú)限的三維骨架，是典型的原子晶體。
每個(gè)碳原子通過(guò)SP3雜化軌道與其他四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，形成正四面體。
因?yàn)殂@石中的C-C鍵非常強(qiáng)，所有價(jià)電子都參與共價(jià)鍵的形成，沒有自由電子，所以鉆石不僅堅(jiān)硬，而且熔點(diǎn)非常高，不導(dǎo)電。在工業(yè)上，鉆石主要用于制作鉆孔用的探針和磨具，也用于制作造型完整的首飾等**裝飾品，價(jià)格非常昂貴。
金剛石的化學(xué)性質(zhì)
鉆石是一種由碳元素構(gòu)成的簡(jiǎn)單晶體，在高壓高溫下形成于地球深部。鉆石是一種無(wú)色的八面體晶體，由純碳構(gòu)成，由碳原子以四價(jià)鍵連接而成。這是已知自然界中最堅(jiān)硬的物質(zhì)。
鉆石很硬，熔點(diǎn)6900華氏度，在純氧中燃點(diǎn)720~800，在空氣中燃點(diǎn)850~1000，不導(dǎo)電。
