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金刚石
原子排列方式
正四面体网状结构
每个碳原子与4个碳原子形成共价键
🔹 空间结构：正四面体
每个C原子与周围4个C原子成键
🔹 键长：154pm，键角：109.5°
C-C键强度极高，结构稳定
🔹 电子状态：无自由电子
所有价电子参与成键
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石墨
原子排列方式
层状六边形结构
每个碳原子与3个碳原子形成共价键
🔹 平面结构：正六边形
每个C原子与周围3个C原子成键
🔹 层间距离：335pm
层与层之间范德华力结合，易滑动
🔹 电子状态：有自由电子
每个C原子有1个自由电子
💡 为什么物理性质差异如此明显？
金刚石 - 坚硬透明
- ✓ 正四面体网状结构，C-C键遍布整个晶体
- ✓ 所有价电子参与成键，键能大，结构牢固
- ✓ 无自由电子，不导电
- ✓ 结构规整，光线可透过
石墨 - 软滑导电
- ✓ 层状结构，层间范德华力弱，易滑动
- ✓ 每个C原子有1个自由电子，可导电
- ✓ 层与层之间可相对移动，质软
- ✓ 吸收光线，呈黑色
