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石墨晶体中有金属键吗?

在目前有些资料中,提及石墨中含有金属键。下面我们通过4种版本(人教版、鲁科版、苏教版、沪科版)的高中化学教材对石墨的介绍一起来了解一下石墨晶体中是否含有金属键?

人教版2020版高中化学选择性必修2物质结构与性质第90页相关介绍为:由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠,使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动,因此,石墨有类似金属晶体的导电性,而且,由于相邻碳原子平面之间相隔较远,电子不能从一个平面跳跃到另一个平面,所以石墨的导电性沿着石墨平面的方向。

一、石墨的结构

石墨是由碳元素组成的晶体,具有层状结构。每一层都由六角形的碳原子构成,相邻两层之间由范德华力相互吸引。石墨层堆积在一起形成石墨的晶体结构。这种结构使得石墨具有很好的导电性和导热性能,因而被广泛应用于化工、电子等领域。


石墨晶体中有金属键吗?

二、石墨中的键类型

石墨中,每个碳原子都与其相邻的三个碳原子存在共价键,构成平面六角形的图案。这种共价键被称为石墨晶体中有金属键吗?σ键。另外,石墨中还存在一种特殊的键,即石墨晶体中有金属键吗?π键。这种键是由两个相邻的p轨道上的电子相互作用形成的无方向性键。π键使得石墨中的碳原子呈现出平面排列的特征,让其具备了层状结构。

三、石墨中是否存在金属键

石墨中不存在金属键。虽然石墨具有很好的导电性和导热性能,但这并不意味着其中存在金属键。石墨中的导电性是由于其层状结构和π电子的存在引起的。π电子可以在层与层之间自由传递,形成导电现象。但这种导电方式与金属的导电性质是不同的,金属的导电性是由于金属键的存在而产生的。

(鲁科版教材)——大π键具有金属键的性质

石墨晶体中有金属键吗?

(苏教版教材)——大π键具有金属键的性质

石墨晶体中有金属键吗?

(人教版教材)——类似金属晶体的导电性。

石墨晶体中有金属键吗?

(沪科版教材)——离域π键中的电子可以在层内自由运动

石墨晶体中有金属键吗?

新版教材(四种版本)均未提及石墨中有金属键,只是说“大π键具有金属键的性质”,故石墨中不存在金属键。

(责任编辑:化学自习室)
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