「碳的同素异形体」：修訂間差異
無編輯摘要 |
無編輯摘要 |
||
| 第8行： | 第8行： | ||
!名称 | !名称 | ||
!化学式/表达式 | !化学式/表达式 | ||
!微观结构 | |||
!图片 | !图片 | ||
!特点 | !特点 | ||
| 第14行： | 第15行： | ||
'''Graphite''' | '''Graphite''' | ||
|C | |C | ||
|多层六边形平面密铺 | |||
|[[File:石墨.jpg|无框]] | |[[File:石墨.jpg|无框]] | ||
|平滑，能导电 | |平滑，能导电 | ||
| 第20行： | 第22行： | ||
'''Diamond''' | '''Diamond''' | ||
|C | |C | ||
|每个碳原子与周围四个碳原子相连 | |||
|[[File:钻石.jpg|无框]] | |[[File:钻石.jpg|无框]] | ||
|透明，导热性强，硬度高 | |透明，导热性强，硬度高 | ||
| 第26行： | 第29行： | ||
'''Graphene''' | '''Graphene''' | ||
|C | |C | ||
|单层六边形密铺 | |||
|[[File:石墨烯.jpg|无框]] | |[[File:石墨烯.jpg|无框]] | ||
|碳原子以sp2杂化轨道组成 | |碳原子以sp2杂化轨道组成 | ||
| 第33行： | 第37行： | ||
'''Graphdiyne''' | '''Graphdiyne''' | ||
|C | |C | ||
|单层六边形密铺，有三键 | |||
|[[File:石墨炔.png|无框]] | |[[File:石墨炔.png|无框]] | ||
|sp杂化和sp<sup>2</sup>杂化的碳原子构成的晶体 | |sp杂化和sp<sup>2</sup>杂化的碳原子构成的晶体 | ||
| 第39行： | 第44行： | ||
'''Carbon Nanotube''' | '''Carbon Nanotube''' | ||
|C | |C | ||
|六边形密铺平面组成的长圆柱体 | |||
|[[File:碳纳米管.jpg|无框]] | |[[File:碳纳米管.jpg|无框]] | ||
|管状的碳分子， | |管状的碳分子， | ||
| 第46行： | 第52行： | ||
'''Lonsdaleite''' | '''Lonsdaleite''' | ||
|C | |C | ||
|石墨的每两层之间有键连接 | |||
|[[File:Lonsdaleite.jpg|无框]] | |[[File:Lonsdaleite.jpg|无框]] | ||
|改变石墨构形形成的金刚石， | |改变石墨构形形成的金刚石， | ||
| 第53行： | 第60行： | ||
'''Amorphous carbon''' | '''Amorphous carbon''' | ||
|C | |C | ||
|无定形结构 | |||
|[[File:煤炭.jpg|无框]] | |[[File:煤炭.jpg|无框]] | ||
|包含多种 | |包含多种 | ||
|- | |- | ||
|·巴明斯特富勒烯 | |·巴明斯特富勒烯（巴氏球） | ||
'''Buckminsterfullerene''' | '''Buckminsterfullerene''' | ||
|C<sub>60</sub> | |C<sub>60</sub> | ||
|六十个碳原子组成足球形的结构 | |||
|[[File:富勒烯.jpg|无框]] | |[[File:富勒烯.jpg|无框]] | ||
|球状分子，在有机溶剂中溶解性强于一般碳单质 | |球状分子，在有机溶剂中溶解性强于一般碳单质 | ||
| 第66行： | 第75行： | ||
|C<sub>70</sub>，C<sub>540</sub> | |C<sub>70</sub>，C<sub>540</sub> | ||
等 | 等 | ||
|球形的结构 | |||
|[[File:C540.jpg|无框]] | |[[File:C540.jpg|无框]] | ||
| | | | ||
| 第72行： | 第82行： | ||
'''Carbon Nanofoam''' | '''Carbon Nanofoam''' | ||
|C | |C | ||
|每个单位由两层交叉的小型石墨烯组成 | |||
|[[File:碳纳米泡沫.jpg|无框]] | |[[File:碳纳米泡沫.jpg|无框]] | ||
|在低温时具磁性 | |在低温时具磁性 | ||
| 第79行： | 第90行： | ||
'''Chaoite''' | '''Chaoite''' | ||
|C | |C | ||
|类似于石墨，层的面积较小 | |||
|[[File:蜡石.jpg|无框]] | |[[File:蜡石.jpg|无框]] | ||
|[[地球]]上已知的最软的物质之一 | |[[地球]]上已知的最软的物质之一 | ||
| 第85行： | 第97行： | ||
'''Aggregated diamond nanorods''' | '''Aggregated diamond nanorods''' | ||
|C | |C | ||
| | |||
|暂无 | |暂无 | ||
|未知 | |未知 | ||
|- | |- | ||
|·环十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔 | |·环十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔 | ||
（环18碳） | （环18碳，18-轮炔） | ||
|C<sub>18</sub> | |C<sub>18</sub> | ||
| | |||
|[[File:环18碳.jpg|无框]] | |[[File:环18碳.jpg|无框]] | ||
|碲球条件下能够热力学稳定最小的环[n]碳 | |碲球条件下能够热力学稳定最小的环[n]碳 | ||
|- | |- | ||
|*苯三炔和环己六烯 | |*苯三炔和环己六烯（6-轮炔） | ||
'''cracatene''' | '''cracatene''' | ||
|C<sub>6</sub> | |C<sub>6</sub> | ||
| | |||
|[[File:C6分子.jpg|无框]] | |[[File:C6分子.jpg|无框]] | ||
|（碲球人已经尝试合成它，但未取得成功） | |（碲球人已经尝试合成它，但未取得成功） | ||
| 第103行： | 第118行： | ||
环n n烯 | 环n n烯 | ||
|C<sub>(3~100)</sub> | |C<sub>(3~100)</sub> | ||
| | |||
| | | | ||
|(目前被合成的最大数值为100） | |(目前被合成的最大数值为100） | ||
| 第109行： | 第125行： | ||
'''Ethune''' | '''Ethune''' | ||
|C<sub>2</sub> | |C<sub>2</sub> | ||
|两个碳原子由碳碳四键连接 | |||
|[[File:加压安瓿玻封的液态乙㶬.png|无框]] | |[[File:加压安瓿玻封的液态乙㶬.png|无框]] | ||
|罕见的气态碳单质 | |罕见的气态碳单质 | ||
| 第115行： | 第132行： | ||
'''Penta-graphene''' | '''Penta-graphene''' | ||
|C | |C | ||
| | |||
|[[File:五边石墨烯.jpg|无框]] | |[[File:五边石墨烯.jpg|无框]] | ||
|半衰期250秒,与大多物质发生剧裂加成反应 | |半衰期250秒,与大多物质发生剧裂加成反应 | ||
| 第121行： | 第139行： | ||
'''Haeckelite''' | '''Haeckelite''' | ||
|C | |C | ||
| | |||
| | | | ||
|碲球人设想过该物质 | |碲球人设想过该物质 | ||
| 第126行： | 第145行： | ||
|·*n (n-1) 烯自由基 | |·*n (n-1) 烯自由基 | ||
|C<sub>x</sub> | |C<sub>x</sub> | ||
| | |||
| | | | ||
|极其不稳定 | |极其不稳定 | ||
| 第133行： | 第153行： | ||
'''（Linear Acetylenic Carbon）''' | '''（Linear Acetylenic Carbon）''' | ||
|(C<sub>2</sub>)<sub>x</sub> | |(C<sub>2</sub>)<sub>x</sub> | ||
| | |||
|[[File:聚乙㶬.png|无框]] | |[[File:聚乙㶬.png|无框]] | ||
|硬度极高 | |硬度极高 | ||
| 第138行： | 第159行： | ||
|·*单原子碳（甲㶬，卡贝） | |·*单原子碳（甲㶬，卡贝） | ||
|C<sup>4·</sup> | |C<sup>4·</sup> | ||
| | |||
| | | | ||
|极其不稳定 | |极其不稳定 | ||
於 2022年7月27日 (三) 09:33 的修訂
| 歡迎各位超理學家及超理愛好者參與完善本條目。 |
注意：本頁面包含非超理內容，請注意鑑別。
碳的同素異形體，是指僅由碳元素組成而結構形態卻不相同的單質。同素異形體由於結構不同，物理性質與化學性質上也有差異。目前隨着銻際超理學家的不懈努力，人們已經製備出了多種碳單質。其中很大一部分碳單質在許多領域都有着重要應用。
碳單質可大致分為三類：普通碳單質，自由基，全碳有機物。
種類
| 名稱 | 化學式/表達式 | 微觀結構 | 圖片 | 特點 |
|---|---|---|---|---|
| ·石墨
Graphite |
C | 多層六邊形平面密鋪 | File:石墨.jpg | 平滑，能導電 |
| ·鑽石
Diamond |
C | 每個碳原子與周圍四個碳原子相連 | File:鑽石.jpg | 透明，導熱性強，硬度高 |
| ·石墨烯
Graphene |
C | 單層六邊形密鋪 | File:石墨烯.jpg | 碳原子以sp2雜化軌道組成
六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜 |
| ·石墨炔
Graphdiyne |
C | 單層六邊形密鋪，有三鍵 | File:石墨炔.png | sp雜化和sp2雜化的碳原子構成的晶體 |
| ·碳納米管
Carbon Nanotube |
C | 六邊形密鋪平面組成的長圓柱體 | File:碳納米管.jpg | 管狀的碳分子，
管上每個碳原子採取sp2雜化 |
| ·藍絲黛爾石
Lonsdaleite |
C | 石墨的每兩層之間有鍵連接 | File:Lonsdaleite.jpg | 改變石墨構形形成的金剛石，
卻又保留了石墨的平行六邊形晶格 |
| ·無定形碳
Amorphous carbon |
C | 無定形結構 | File:煤炭.jpg | 包含多種 |
| ·巴明斯特富勒烯（巴氏球）
Buckminsterfullerene |
C60 | 六十個碳原子組成足球形的結構 | File:富勒烯.jpg | 球狀分子，在有機溶劑中溶解性強於一般碳單質 |
| ·其他富勒烯
Fullerene |
C70，C540
等 |
球形的結構 | File:C540.jpg | |
| ·碳納米泡沫
Carbon Nanofoam |
C | 每個單位由兩層交叉的小型石墨烯組成 | File:碳納米泡沫.jpg | 在低溫時具磁性
密度極低 |
| ·蠟石
Chaoite |
C | 類似於石墨，層的面積較小 | File:蠟石.jpg | 地球上已知的最軟的物質之一 |
| ·聚合鑽石納米棒（超鑽石）
Aggregated diamond nanorods |
C | 暫無 | 未知 | |
| ·環十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔
（環18碳，18-輪炔） |
C18 | File:環18碳.jpg | 碲球條件下能夠熱力學穩定最小的環[n]碳 | |
| *苯三炔和環己六烯（6-輪炔）
cracatene |
C6 | File:C6分子.jpg | （碲球人已經嘗試合成它，但未取得成功） | |
| *其他環n (0.5n)炔
環n n烯 |
C(3~100) | (目前被合成的最大數值為100） | ||
| 乙㶬和·*雙原子碳
Ethune |
C2 | 兩個碳原子由碳碳四鍵連接 | File:加壓安瓿玻封的液態乙㶬.png | 罕見的氣態碳單質 |
| *五邊石墨烯
Penta-graphene |
C | File:五邊石墨烯.jpg | 半衰期250秒,與大多物質發生劇裂加成反應 | |
| 海爾克碳
Haeckelite |
C | 碲球人設想過該物質 | ||
| ·*n (n-1) 烯自由基 | Cx | 極其不穩定 | ||
| ·聚乙㶬（直鏈乙炔碳）
Polyethune （Linear Acetylenic Carbon） |
(C2)x | File:聚乙㶬.png | 硬度極高 | |
| ·*單原子碳（甲㶬，卡貝） | C4· | 極其不穩定 |
