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                            石墨為什么能變成金剛石
    
                        
    
                        【分類】化學(xué)
                        
    
                        
    
                        【答案】石墨和金剛石都是由元素碳所組成的，由于各自的晶體結(jié)構(gòu)不同，而表現(xiàn)在硬度上差別極大
    石墨很軟，例如我們使用的鉛筆筆芯的主要成分就是石墨；而金剛石則用做割玻璃的刀尖、鉆探巖石用的鉆頭等
    然而，我們卻有辦法把石墨變成金剛石
    早在1797年，英國(guó)化學(xué)家坦南特就用實(shí)驗(yàn)方法確定了金剛石是碳的一種特殊結(jié)晶形態(tài)；1913年，英國(guó)科學(xué)家布喇格用X射線衍射法測(cè)得金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
    但是，天然金剛石很少，價(jià)格昂貴，人工合成金剛石的實(shí)驗(yàn)研究始終沒有停止
    1955年，美國(guó)首次在高溫高壓下合成金剛石
    此后人工合成金剛石逐漸發(fā)展起來，到1969年時(shí)，全世界一年人工合成金剛石已達(dá)4000萬(wàn)克拉（1克拉等于200毫克）
    現(xiàn)代工業(yè)上使用的金剛石大部分是人工合成的，通常都是1毫米以下的小顆粒，最大的只有幾克拉，現(xiàn)在也合成了寶石用金剛石
    現(xiàn)在，人工合成金剛石的具體方法很多，例如，在5～10萬(wàn)個(gè)大氣壓和2000攝氏度的溫度下，加上金屬觸媒，可以把石墨轉(zhuǎn)化為金剛石；用烈性炸藥引爆后產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊波作用于石墨，瞬間產(chǎn)生幾十萬(wàn)個(gè)大氣壓和相當(dāng)高的溫度，使石墨直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?br>石墨合成金剛石，從表現(xiàn)上看足是形態(tài)、硬度、比重、導(dǎo)電性等物理性質(zhì)的變化
    但從微觀上看，則是固體品格結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的變化，在這一變化過程中，石墨中每層碳原子內(nèi)的共價(jià)鍵和金屬鍵及層間的范德華引力，轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸刑荚又g純粹的共價(jià)鍵；石墨中每個(gè)碳原子sp-雜化變?yōu)榻饎偸忻總€(gè)碳原子的sp3雜化，結(jié)果使石墨的層狀品格變成了金剛石的立方和六方品格，石墨每層碳原子之間距離1.42埃和層間碳原子距離3.35埃都變?yōu)榻饎偸刑荚娱g距離1.54埃
    正是這種化學(xué)結(jié)構(gòu)上的變化，才導(dǎo)致其性質(zhì)的變化，即從一種物質(zhì)石墨變成另一種物質(zhì)金剛石
    
                        
    
                        
                    
    
                
    
            
    
        
    
        
        
        

    
    
    
    
    

    

        
    
    

            
    
        
    
        
        

    
    
    
        
    
            
    
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