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碳的同素异形体：修订间差异

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{{征集意见}}{{包含非超理内容}}
{{征集意见}}{{包含非超理内容}}'''碳的同素异形体'''，是指仅由碳元素组成而结构形态却不相同的单质。同素异形体由于结构不同，物理性质与化学性质上也有差异。目前随着锑际超理学家的不懈努力，人们已经制备出了多种碳单质。其中很大一部分碳单质在许多领域都有着重要应用。


施工中
碳单质可大致分为三类：普通碳单质，自由基，全碳有机物。
 
碳的同素异形体，是指是指由碳元素组成，而结构形态却不相同的单质。同素异形体由于结构不同，物理性质与化学性质上也有差异。目前随着锑际超理学家的不懈努力，人们已经制备出了多种碳单质。


== 种类 ==
== 种类 ==
{| class="fandom-table"
{| class="fandom-table"
|+<small>注：含*的代表不能在标况下稳定存在，含“·”的代表这种物质在现实中存在</small>
|+<small>注：含“*”的代表不能在标况下稳定存在，含“·”的代表这种物质在现实中存在</small>
!名称
!名称
!化学式/表达式
!化学式/表达式
!微观结构
!图片
!图片
!主要性质
!特点
|-
|-
|·石墨
|·石墨
'''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
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'''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
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'''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35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
|-
|·碳纳米管
'''Carbon Nanotube'''
|C
|六边形密铺平面组成的长圆柱体
|[[File:碳纳米管.jpg|无框]]
|管状的碳分子，
管上每个碳原子采取sp<sup>2</sup>杂化
|-
|·蓝丝黛尔石
'''Lonsdaleite'''
|C
|介于石墨和金刚石之间
|[[File:Lonsdaleite.jpg|无框]]
|改变石墨构形形成的金刚石，
却又保留了石墨的平行六边形晶格
|-
|·无定形碳
'''Amorphous carbon'''
|C
|无定形结构
|[[File:煤炭.jpg|无框]]
|包含多种
|-
|·巴明斯特富勒烯（巴氏球）
'''Buckminsterfullerene'''
|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]]
|球状分子，在有机溶剂中溶解性强于一般碳单质
|-
|·其他富勒烯
'''Fullerene'''
|C<sub>70</sub>，C<sub>540</sub>
等
|球形的结构
|[[File:C540.jpg|无框]]
|
|-
|·碳纳米泡沫
'''Carbon Nanofoam'''
|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]]
|在低温时具磁性
密度极低
|-
|·蜡石
'''Chaoite'''
|C
|类似于石墨，层的面积较小
|[[File:蜡石.jpg|无框]]
|[[地球]]上已知的最软的物质之一
|-
|·聚合钻石纳米棒（超钻石）
'''Aggregated diamond nanorods'''
|C
|
|暂无
|未知
|-
|·环十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔
（环18碳，18-轮炔）
|C<sub>18</sub>
|
|[[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
|-
|*苯三炔和环己六烯（6-轮炔）
'''cracatene'''
|C<sub>6</sub>
|
|[[File:C6分子.jpg|无框]]
|（碲球人已经尝试合成它，但未取得成功）
|-
|*其他环n (0.5n)炔
环n n烯
|C<sub>(3~100)</sub>
|
|
|(目前被合成的最大数值为100）
|-
|[[乙㶬]]和·*双原子碳
'''Ethune'''
|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]]
|罕见的气态碳单质
|-
|2-轮炔
|C<sub>2</sub>
|由乙炔掰弯而得
|[[File:安瓿里的2-轮炔.jpg|无框]]
|不稳定，掰弯100秒左右后立即回弹
|-
|*[[五边石墨烯]]
'''Penta-graphene'''
|C
|
|[[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
|-
|海尔克碳
'''Haeckelite'''
|C
|
|
|碲球人设想过该物质
|-
|[[准晶体碳]]
|C
|
|
|
|-
|正八面体烷
|C<sub>6</sub>
|正八面体结构
|
|白色粉末
|-
|·*n (n-1) 烯自由基
|C<sub>x</sub>
|
|
|极其不稳定
|-
|·[https://antimony.fandom.com/zh/wiki/乙㶬#.E8.81.9A.E5.90.88 聚乙㶬]（直链乙炔碳）
'''Polyethune'''
'''（Linear Acetylenic Carbon）'''
|(C<sub>2</sub>)<sub>x</sub>
|
|[[File:聚乙㶬.png|无框]]
|硬度极高
|-
|·*单原子碳（甲㶬，卡贝）
|C<sup>4·</sup>
|
|
|极其不稳定
|-
|立方烯
|{{Chem|C8}}
|正方体，4个碳碳双键与上下两面相垂直
|
|
|-
|五碳化合物
|{{Chem|C5}}
|类似两个倒置三棱锥形
|[[File:五碳化合物.png|无框]]
|键角非常小，极其不稳定，极易发生内部加成或者开环反应。
|-
|体心立方堆积去氢立方烷
|(C<sub>8</sub>)<sub>n</sub>
|去氢立方烷之间以共价键相连
|
|
|碳碳键键角分别为90°和125°15'
|}
|}
未完成
<br />
[[Category:超理概念]]
[[Category:超理概念]]
[[Category:同素异形体]]
[[Category:同素异形体]]

2023年7月4日 (二) 04:19的最新版本

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碳的同素异形体，是指仅由碳元素组成而结构形态却不相同的单质。同素异形体由于结构不同，物理性质与化学性质上也有差异。目前随着锑际超理学家的不懈努力，人们已经制备出了多种碳单质。其中很大一部分碳单质在许多领域都有着重要应用。

碳单质可大致分为三类：普通碳单质，自由基，全碳有机物。

种类[编辑]

注：含“*”的代表不能在标况下稳定存在，含“·”的代表这种物质在现实中存在
名称 化学式/表达式 微观结构 图片 特点
·石墨

Graphite

C 多层六边形平面密铺 平滑，能导电
·钻石

Diamond

C 每个碳原子与周围四个碳原子相连 透明，导热性强，硬度高
·石墨烯

Graphene

C 单层六边形密铺 碳原子以sp2杂化轨道组成

六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜

·石墨炔

Graphdiyne

C 单层六边形密铺，有三键 sp杂化和sp2杂化的碳原子构成的晶体
·碳纳米管

Carbon Nanotube

C 六边形密铺平面组成的长圆柱体 管状的碳分子，

管上每个碳原子采取sp2杂化

·蓝丝黛尔石

Lonsdaleite

C 介于石墨和金刚石之间 改变石墨构形形成的金刚石，

却又保留了石墨的平行六边形晶格

·无定形碳

Amorphous carbon

C 无定形结构 包含多种
·巴明斯特富勒烯（巴氏球）

Buckminsterfullerene

C60 六十个碳原子组成足球形的结构 球状分子，在有机溶剂中溶解性强于一般碳单质
·其他富勒烯

Fullerene

C70，C540

等

球形的结构
·碳纳米泡沫

Carbon Nanofoam

C 每个单位由两层交叉的小型石墨烯组成 在低温时具磁性

密度极低

·蜡石

Chaoite

C 类似于石墨，层的面积较小 地球上已知的最软的物质之一
·聚合钻石纳米棒（超钻石）

Aggregated diamond nanorods

C 暂无 未知
·环十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔

（环18碳，18-轮炔）

C18 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（6-轮炔）

cracatene

C6 （碲球人已经尝试合成它，但未取得成功）
*其他环n (0.5n)炔

环n n烯

C(3~100) (目前被合成的最大数值为100）
乙㶬和·*双原子碳

Ethune

C2 两个碳原子由碳碳四键连接 罕见的气态碳单质
2-轮炔 C2 由乙炔掰弯而得 不稳定，掰弯100秒左右后立即回弹
*五边石墨烯

Penta-graphene

C 半衰期250秒，与大多物质发生剧裂加成反应
海尔克碳

Haeckelite

C 碲球人设想过该物质
准晶体碳 C
正八面体烷 C6 正八面体结构 白色粉末
·*n (n-1) 烯自由基 Cx 极其不稳定
·聚乙㶬（直链乙炔碳）

Polyethune （Linear Acetylenic Carbon）

(C2)x 硬度极高
·*单原子碳（甲㶬，卡贝） C4· 极其不稳定
立方烯 C8 正方体，4个碳碳双键与上下两面相垂直
五碳化合物 C5 类似两个倒置三棱锥形 键角非常小，极其不稳定，极易发生内部加成或者开环反应。
体心立方堆积去氢立方烷 (C8)n 去氢立方烷之间以共价键相连 碳碳键键角分别为90°和125°15'


检索自“https://superscience.skywiki.org/wiki/碳的同素异形体?oldid=35457”