金属为什么导电(碳的同素异形体有哪些)

地壳中碳的含量为0.026%，在自然界广泛分布。目前全世界已发现400多万种化合物，其中大部分是碳化合物，含碳化合物不超过10万种。

金刚石、石墨、碳60等。都是碳的单质，它们是同素异形体。

钻石水晶，又称钻石。在金刚石晶体中，每个碳原子与SP3杂化轨道中的其他四个碳原子形成共价键，形成正四面体。由于金刚石中C-C键很强，所以金刚石硬度高，熔点高。因为所有价电子都局限在共价键区域，没有自由电子和电，所以金刚石不导电。

石墨是一种碳质矿物，其晶体框架为六方层状结构。属于六方晶系，完全层状解理。解理面以分子键为主，对分子的吸引力较弱，所以其自然可浮性很好。加工过的电极是良导体。

碳60缩写为C60，分子是由60个碳原子结合而成的稳定分子。它有60个顶点和32个面，其中12个是正五边形，20个是正六边形。它的形状像一个足球，所以也被称为足球烯。C60分子中的碳原子有四个键，包括两个单键和两个双键。六边形和五边形的共同边是单键，另一个是双键。因为这种结构类似于巴克明斯特富勒设计的穹顶，所以C60俗称巴氏球。以及结构相似的物质(如C50、C60、C70等。)被命名为富勒烯。

目前，C60的制备方法有三种:激光蒸发法、电弧法和火焰法。现在简单介绍一下常见的电弧合成技术:在氨气气氛下，通过石墨电极放电，可以合成出恒定的C60原子。在合成装置中，当石墨移动电极接近石墨固定电极到适当的距离时，石墨电极放电的高温(100-200 A)直接蒸发和气化石墨。沉积在水冷放电室内壁和两个电极支架上的碳超细颗粒(黑灰)含有C60、C70等原子团簇。如何从黑灰中分离提纯C60？因为C60、C70等所有碳分子都溶于苯、甲苯等有机溶剂，所以CS2、CCl4等其他非极性溶剂也能溶解C60、C70等所有碳分子。然而，石墨黑灰不溶于芳香族溶剂，因此它们可以通过过滤分离。加热该溶液，并在[/k0/]中蒸发至干燥，可以获得深棕色至黑色的C60和C70的混合物。C60和C70团簇通过高压液相色谱分离。由于溶解在己烷中作为流动相的C60和C70在多孔硅胶珠固定相中的流速不同，它们在色谱柱中的保留时间也不同，C70的保留时间比C60长。这样就可以从C70中分离出纯度为99.9%的C60，C60为深红色溶液的芥末色固体，而C70为芥末色固体。

C60晶体有金属光泽，其苯溶液呈紫红色。C60分子特别稳定，在化学反应或化合物中总是一个整体。C60耐辐射、耐高压、耐腐蚀。C60的能带结构类似于半导体材料，能带宽度为1.7电子伏。纯C60的导电率极低，几乎与绝缘体相同。

如果人们不能大量制造C60，就无法对纸球做进一步的研究。在一种简单的方法可以用来合成和分离纯C60之后，人们的注意力被吸引了，于是形成了C60研究热。

发现巴氏球能与某些元素结合，其碱金属化合物具有超导性，非常了不起。C60和钾的化合物在18K下是超导的。C60和铯的化合物获得了临界温度为33K的超导体。C60超导体临界电流密度高，材料易加工，具有很大的实用价值。

这是一个奇妙的世界。由于结构的不同，一种元素可以制造不同性质的物质。人类的智慧可以创造美好的未来。