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石墨和碳的区别
发布日期:2025-08-16 00:02 点击次数:173
石墨和碳是不同的形态。石墨是碳的同素异形体之一,由碳元素组成。而碳是一种非金属元素,以多种同素异形体存在,每种形态具有不同的物理特性。
一、石墨和碳的晶体结构
石墨是元素碳的一种同素异形体,其晶体结构由碳原子通过sp²杂化形成六边形平面网状结构,层间以范德华力连接,赋予其各向异性特征。
碳则以多种同素异形体存在,如金刚石、石墨、非晶态碳(木炭、煤、炭黑等)。
二、石墨和碳的物理性质
石墨莫氏硬度1~2,可塑性强易于加工;熔点3850±50℃,沸点4250℃,耐高温且热膨胀系数小(1.2×10^-6)。因此,具有优异的润滑耐磨、导电导热、耐高温和抗腐蚀等性能。
碳物理性能高度依赖形态,不同形态的碳在结构和性质上差异显著。典型代表为金刚石和石墨。金刚石莫氏硬度为10,熔点约3550°C。而石墨质地相对较软(莫氏硬度1-2),但具有良好的导电性和耐高温性。
三、石墨和碳的化学性质
常温下,石墨对大多数化学物质都表现出惰性,不易与之发生反应;而碳则具有较强、多样的化学反应性。
四、石墨和碳的应用场景
石墨主要应用于电池、电极、导电材料、润滑及高温坩埚等方面。
碳则广泛应用于工业、能源和日常生活中。例如,煤是碳的一种形态,广泛用于工业和民用领域;而金刚石因其硬度高而常被用于切割、研磨工具及珠宝制作。