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碳单质的家族成员

发布日期:2021-01-27 15:04 作者:百老汇游戏

  金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身,它是一种由碳元素组成的矿物。金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在物质中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具,也是贵重的宝石。

  金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为最佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些黄色,这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷的光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。

  石墨是也碳元素的一种同素异形体,石墨质软,黑灰色,有油腻感。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。石墨能导电、导热。所以石墨在生活和生产中用途广泛,是良好的作耐火材料、导电材料、润滑材料,,可作铅笔芯、颜料、抛光剂,电极等,比如工业电解冶炼铝的时候就是用石墨做电极的。

  石墨和金刚石的性质差别很大,但人们已经能够用人工合成方法来用石墨获取金刚石。石墨在5-6万大气压及摄氏1000至2000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可转变成金刚石粉末。世界上已有十几个国家(包括我国)均合成出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细,主要用途是做磨料,用于切削和地质、石油的钻井用的钻头。当前,世界金刚石的消费中,80%的人造金刚石主要是用于工业,它的产量也远远超过天然金刚石的产量。

  C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,又名足球烯。C60是由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。其相对分子质量约为720。C60在室温下为紫红色固体,有微弱荧光。C60具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等,在光、电、磁等领域有潜在的应用前景,比如在超分子研究或纳米材料研究中经常利用的内空球体结构开发特殊功能材料。C60的结构使其具有特殊的稳定性。在分子水平上,单个C60分子是异常坚硬的,这使得C60可能成为高级润滑剂的核心材料。C60分子一出世,就有人提议用它来作“分子滚珠”,制成润滑剂。将C60完全氟化得到的C60F60是一种超级耐高温材料,这种白色粉末状物质是比C60更好的优良润滑剂,可广泛应用于高技术领域。

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