物質的導電性與最外層電子數有關嗎?可是金剛石與碳是同種原子構成但導電性不同,爲什麼?

題目:

物質的導電性與最外層電子數有關嗎?可是金剛石與碳是同種原子構成但導電性不同,爲什麼?
我猜想,當金屬原子失去電子時形成最外層電子數是8的穩定結構,而失去的電子在電壓下定向移動,形成電流,況且金屬原子的最外層電子數小於4,才易失去電子,而其他部分原子最外層電子數大於等於4,才不易失去電子,而很難導電,

解答:

嚴格講應該是和自由電子有關.在金屬晶體中金屬原子的最外層電子會變成自由電子,所以金屬能導電;但在金剛石晶體中碳原子的最外層電子都用來形成共價鍵了,沒有自由電子,所以不導電;而石墨中每個碳原子會有一個電子用來形成離域大派鍵,也就成了自由電子,所以石墨具有導電性.
再問: 我化學學的不好,問一下「共價鍵」是啥?
再答: 最外層電子數沒有達到穩定結構的原子總是希望通過得失電子或者形成共用電子對來達到穩定結構。當形成化合物的是非金屬原子時,通常會通過共用電子對的作用,也就是共價鍵來相互結合。比如H原子最外層1個電子,K層做最外層需要2個電子才能穩定,而Cl原子最外層7個電子,需要再有1個電子才能達到8電子穩定結構,但H原子與Cl原子都不容易失去電子,於是就各拿出1個電子形成1對共用電子對使雙方達到穩定結構,而通過共用電子對的作用(也就是共價鍵)H原子和Cl原子就結合成HCl分子了。
再問: 金剛石和碳都是單質,且最外層電子數一樣,化合價也是0啊
再答: 如果共價鍵形成在相同原子之間,共用電子對不發生偏移,則就說化合價爲0價。化合價爲0價並不意味著沒用共價鍵形成。碳原子在形成金剛石時,每個碳原子的4個最外層電子都用來形成共價鍵了,每個碳原子形成4個共價鍵,所以沒有自由電子。而碳原子在形成石墨時,每個碳原子拿出3個最外層電子形成普通共價鍵,而還有1個最外層電子用來形成大派鍵,這個電子實際是可以在碳原子形成的層狀結構中自由移動的,所以石墨能導電。
再問: 這是物質的固有規律嗎?爲什麼化合價爲0價並不意味著沒用共價鍵形成?講細一點好嗎?我的理解能力比較差。順便說一下qq號好嗎,想隨時問。
再答: 非金屬原子形成共用電子對時確定化合價爲:這種元素的一個原子與其他元素的原子形成共用電子對的數目就是其化合價的數值,共用電子對偏向吸引電子能力強的一方,共用電子對偏離爲正,偏向爲負。比如HCl,H原子與Cl原子形成一對共用電子對,共用電子對偏向吸引電子能力強的Cl原子,所以H元素爲+1價,Cl元素爲-1價。而共用電子對不發生偏移,則就說化合價爲0價。金剛石中共用電子對都是形成在相同的C原子之間,由於C原子需要電子能力相同,共用電子對不發生偏移,化合價爲0.
再問: 我想金剛石與碳的構成原子相同,那共價鍵應該一樣吧?爲什麼又不一樣呢?
再答: 構成原子一樣,原子之間的共價鍵不完全相同。金剛石是由正四面體結構單元形成的空間網狀結構,而石墨是正六邊形結構單元形成的平面網狀結構再以范德華力形成層狀結構,其中碳原子的雜化形式不同,共價鍵類型不完全相同。

添加新評論

暱稱
郵箱
網站