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第九十六章计划如期进行
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常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反应燃烧,生
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成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物。
碳具有还原性,在高温下可以冶炼金属。
石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。
每一网层间的距离为340pm,同一网层中碳原子的间距为142pm;。
属六方晶系,具完整的层状解理。
解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。
6混合晶体
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在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。
六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环,伸展成片层结构,这里C-C键的键长皆为142pm,这正好属于原子晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是原子晶体。
在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们相互重叠。
电子比较自由,相当于金属中的自由电子,所以石墨能导热和导电,这正是金属晶体特征。
因此也归类于金属晶体。
石墨晶体中层与层之间相隔340pm,距离较大,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。
但是,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的溶点也很高,化学性质也稳定。
鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是单晶体或者是多晶体,按现代的表述方式,认为石墨是一种混合晶体。
7产地分布
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成因和产状:石墨是在高温下形成。
分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成
中国:山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨,现保有储量639.93万吨。
另外吉林省磐石市也是石墨产地之一,石墨储量500万吨。
世界:著名产地:纽约Ticonderoga,马达加斯加和Ceylon,我国以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。
8形态特性
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石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。
硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。
比重为1.9~2.3。
比表面积范围集中在1-20m2g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。
它能导电、导热。
自然界中没有纯净的石墨,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。
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