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碳同素異形體
鎖定
碳同素異形體,是一個化學術語,指元素碳的同素異形體,即純碳元素所能構成的各種不同的分子結構。
- 中文名
- 碳同素異形體
- 定 義
- 純碳元素所能構成的各種的分子
碳同素異形體定義
碳同素異形體種類
*鑽石(Diamond,金剛石)
是在地球上發現的眾多天然存在中最堅硬的物質,可作為工藝品和工業中的切割工具。
*藍絲黛爾石(Lonsdaleite,六角金剛石)
*石墨 (Graphite)
一種最軟的礦物,可用於製造鉛筆芯和潤滑劑。
*石墨烯(Graphene,單原子層石墨)
是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,很可能會成為硅的替代品,也非常適合作為透明電子產品的原料。
*富勒烯(Fullerenes,也被稱為巴基球或足球烯)
富勒烯與石墨結構類似,但石墨的結構中只有六元環,而富勒烯中可能存在五元環。富勒烯類化合物在抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光動力學治療等方面有獨特的功效。
*無定形碳(Amorphous,內部結構是石墨)
*碳納米管(carbon nanotubes,巴基管)
一維納米材料,重量輕,六邊形結構連接完美,具有許多異常的力學、電學和化學性能。
*汞黝礦結構(Schwarzite)
由於有七邊形的出現,六邊形層被扭曲到“負曲率”鞍形中的假想結構。
*纖維碳(Filamentous carbon)
小片堆成長鏈而形成的纖維。
*碳氣凝膠(Carbon aerogels)
密度極小的多孔結構,類似於熟知的硅氣凝膠。
*碳納米泡沫(Carbon nanofoam)
sp3雜化 | 金剛石-藍絲黛爾石 |
sp2雜化 | 石墨-石墨烯-富勒烯-玻璃碳 |
sp雜化 | 直鏈乙炔碳 |
其他 | C1-C2-C4-C8 |
相關 | 蠟石-活性炭 |
碳同素異形體系統橫跨完全極端且十分不同的範圍。
碳同素異形體常見碳同素異形體應用
碳同素異形體鑽石及石墨
* 鑽石是終極的研磨劑;石墨是非常好的潤滑劑。
* 鑽石是一流的絕緣體;石墨是良導體。
* 鑽石通常是透明的;石墨是不透光的。
* 鑽石的結晶是立方(等軸)晶系;石墨是六方晶系。
* 鑽石的價值昂貴;石墨的價格普通。
碳同素異形體不定形碳及碳納米管
* 不定形碳是最容易合成的材料之一;碳納米管是需極端高昂的成本才能製得的材料。
* 不定形碳是完全等方向(isotropic)擴展的材料;碳納米管是隻有一個方向前後延伸的非等方向(anisotropic)材料。
碳同素異形體富勒烯
(詳見詞條富勒烯)
C60分子具有芳香性,溶於苯呈醬紅色。可用電阻加熱石墨棒或電弧法使石墨蒸發製得。C60有潤滑性,可能成為超級潤滑劑。金屬摻雜的C60有超導性,是有發展前途的超導材料。C60還可能在半導體、催化劑、蓄電池材料和藥物等許多領域得到應用。C60分子可以和金屬結合,也可以和非金屬負離子結合。當鹼金屬原子和C60結合時,電子從金屬原子轉到C60分子上,可形成具有超導性能的MxC60,其中M為K,Rb,Cs;x為摻進鹼金屬原子的數目。K3C60在18K以下是超導體,在18K以上是導體。摻進原子數最多可達6個,K6C60是絕緣體。C60是既有科學價值又有應用前景的單質,其在生命科學、醫學、天體物理等領域也有一定的研究意義。富勒烯的成員還有C78、C82、C84、C90、C96等。富勒烯的形狀也有管狀等其他形狀。
- 參考資料
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- 1. 鑽石哪裏來?行星撞地球 .搜狐科技[引用日期2017-01-01]
- 2. 碳的知識 .中國百科網[引用日期2017-01-14]