白癜风治疗最好医院 http://m.39.net/pf/bdfyy/bjzkbdfyy/本文微视频时长9分钟13秒，结合三维虚拟模型演绎3个问题：前3分35秒，金刚石结构中的构象，从中理解金刚石为何是天然存在的最硬的物质；中间段2分16秒，金刚石晶胞结构，分析晶胞占有的碳原子个数；后3分22秒，金刚石的堆积，动态演示碳原子紧密接触的方位，推导金刚石堆积的空间利用率。以下文字供观看视频参考。一、金刚石结构中的构象金刚石是具有美丽、透明和高折光率的晶体，是一种名贵的宝石。在金刚石中，C原子以sp3杂化轨道与相邻C原子一起按四面体向排布的4个C—C单键，共同将C原子结合成无限的三维骨架，可以说一粒金刚石晶体就是一个大分子。在金刚石晶体结构中，C原子形成呈椅式构象的六元环，若以每个C—C键的中心为对称中心，则和C—C键两端相连的6个C原子形成交错式排列，是一种最稳定的构象。在金刚石晶体中，C—C键贯穿整个晶体，各个方向都结合的完美，因而金刚石抗压强度高，耐磨性能好。它的晶体不易滑动和解理，使金刚石成为天然存在的最硬的物质。二、金刚石晶胞结构绝大多数天然和人工合成所得的金刚石均属立方晶系。从晶格结构中取出的基本重复单位是这样的，各位观察演示。金刚石晶胞参数α＝.pm（K）。C—C键键长.45pm，CCC键角.47°。金刚石晶胞顶角各有一个C原子，相当于贡献8×1/8＝1个C原子；面心各有一个C原子，相当于贡献6×1/2＝3个C原子；晶胞内部有几个C原子呢？有4个，这4个C原子错位分布在晶胞内部，想想看，它们围成什么几何体？正四面体！故金刚石晶胞占有的碳原子个数为：8×1/8＋6×1/2＋4＝8三、金刚石的堆积按硬球接触模型来看，金刚石的C原子在立方晶胞中何处能接触呢？金刚石的堆积率高吗？观察模型演示，等比例将球棍模型中的C原子体积放大，棱边C原子未接触，面对角线C原子未接触，体对角线有两个C原子接触，体对角线上有3个碳原子，若补充2个C原子（一个补充在体对角线中心、另一个补充在体对角线1/4处，当然真实情形这两个C原子不存在），则体对角线这5个C原子紧密接触，若晶胞参数为α，C原子半径为r，则体对角线，由此得出金刚石堆积率（空间利用率）为：即按硬球接触模型来看，金刚石的堆积不高，空间利用率仅为34.01%，尽管如此，金刚石可压缩性能很小。金刚石熔点是所有单质中最高的一种，达±K（12.4GPa）。在金刚石中，C原子的全部价电子都参与成键，所以纯净而完整的金刚石是绝缘体。金刚石密度3.51g/cm3，远大于石墨的密度2.27g/cm3，高压下可使石墨变为金刚石。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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