问答题 为什么金刚石与石墨的硬度、导电性和导热性相差很大?
【正确答案】在金刚石中,碳原子采用sp3杂化,碳原子间以极强的共价键结合,因此硬度大、熔点高。由于四个价电子均参与成键,无自由电子,故导电导热性差。
   石墨晶体中,碳原子采取sp2杂化,每个碳原子与其他三个碳原子以σ键相连,键角120°,形成无数正六角形构成的网状平面层。每个碳原子中还有一个未杂化的2p轨道,这些2p轨道与六角网状平面垂直,并相互平行。这些相互平行的p轨道可形成π键。由于这种键由很多原子形成,称为大π键。大π键中的电子与金属中的自由电子有些类似,因此石墨具有良好的导电性和导热性。石墨晶体中层与层之间是靠较弱的分子间力结合起来的,所以硬度不大,层与层之间容易滑动和断裂,石墨常用作润滑剂。
【答案解析】