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钻石的结构

钻石的结构. 一、碳的原子结构. 钻石成分为碳，组成钻石的碳元素原子量为 12 ，由 6 个中子和 6 个质子组成原子核，原子核带正电， 6 个核外电子带负电，按一定的电子轨道围绕原子核做自旋运动。. 第一层 K 层可以充填 2 个电子. 第二层 L 层最多可以充填 8 个电子. 碳原子为 6 个电子， K 层为 2 个 , L 层为 4 个 , 因此有四个空位. 碳原子结构图. 二、钻石中的碳原子结构. 任意一个碳原子与其他四 个碳原子组合， 其他四个 碳原子各提供一个外层电 子与之共用，外层电子数 达到 8 个 , 形成共用的电子 对即共价键.

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Presentation Transcript

  1. 钻石的结构

  2. 一、碳的原子结构 钻石成分为碳，组成钻石的碳元素原子量为12，由6个中子和6个质子组成原子核，原子核带正电，6个核外电子带负电，按一定的电子轨道围绕原子核做自旋运动。

  3. 第一层K层可以充填2个电子 第二层L层最多可以充填8 个电子 碳原子为6个电子，K层为2个, L层为4个,因此有四个空位. 碳原子结构图

  4. 二、钻石中的碳原子结构 任意一个碳原子与其他四 个碳原子组合， 其他四个 碳原子各提供一个外层电 子与之共用，外层电子数 达到8个, 形成共用的电子 对即共价键 共价键:原子彼此间共用电子

  5. 每个碳原子就有4个共价键, 组成了具有四个角相等的正四面体 形成一个钻石晶胞，四个角的碳 原子也成为其它四面体晶胞的一 部分。 每个C原子周围4个C原子组成共价健，C 原子间等间距排列C-C键长为0.154nm，原子间结合牢固。 碳原子的四面体示意图

  6. 钻石单位晶胞：立方面心格子 晶胞 立方面心格子，C 原子占据立方体的一半角顶，六个面的中心以及相间排列的小立方体中心。

  7. 三、钻石晶体结构 钻石的晶体结构可以视为以角顶相连接的四面体结合, 规则重复和三维排列。

  8. 由四面体组成的钻石, 常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体。 晶胞组成的立方体、八 面体、菱形十二面体晶形

  9. 立方体晶体 八面体晶体

  10. 菱形十二面体

  11. 四、碳的同质多象体 同质多象变体 相同的化学物质,不同的晶体结构,不同的物理性质。许多物质以两种以上可相互替换的晶体结构存在。如钻石、石墨。 钻石和石墨的化学成分都是碳，但因为他们形成的温度和压力不同，导致两者的晶体结构及物理性质不同。

  12. 石墨是碳的另一种单质晶体, 碳原子与邻近的三个碳原子形成共价单键，排列成六角平面的网状结构,呈互相平行的层状结构。 石墨的晶体结构 由于原子结构不同，形成两种性质完全不同的物质, 将钻石和石墨称为碳元素的同质异体或同质多象。

  13. 钻石属等轴晶系，碳原子为等间距的结构（C-C健长0.154nm），原子间结合牢固；石墨属六方晶系，碳原子形成牢固的六方环形状网的极薄层。环中的原子间距为0.142nm，而层间原子间距为0.335nm。钻石属等轴晶系，碳原子为等间距的结构（C-C健长0.154nm），原子间结合牢固；石墨属六方晶系，碳原子形成牢固的六方环形状网的极薄层。环中的原子间距为0.142nm，而层间原子间距为0.335nm。 钻石与石墨晶体结构对比

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