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[爆卦]石墨鑽石是什麼？優點缺點精華區懶人包

為什麼這篇石墨鑽石鄉民發文收入到精華區：因為在石墨鑽石這個討論話題中，有許多相關的文章在討論，這篇最有參考價值！作者harry901 ()看板Chemistry標題鑽石 石墨 都是炭組成 但是時間Fri S...

作者harry901 ()
看板Chemistry
標題鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間Fri Sep 30 18:55:55 2005

※ [本文轉錄自 Physics 看板]

作者: harry901 () 看板: Physics
標題: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Fri Sep 30 08:37:50 2005


為什麼一個是透明的 另一個卻不透光 差這麼多呢?

我想應該是可見光的波長透過兩個不同結構所造成的結果

我大概可以了解為什麼 可是就是想不出一個道理來解釋這個原因

如果要解釋給國中生的話 應該如何解釋比較好呢?

如果要解釋給高中生的話 應該要怎麼解釋呢?

如果是大學所用到的知識 那應該要如何全盤解釋呢?

希望我不會問的太怪 = =
(這是家教版某老師的學生問的好問題)

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小武的照片 歡迎來我的相本晃晃喔 ^_^
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作者: sunev (Veritas) 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Fri Sep 30 19:01:47 2005

※ 引述《harry901 ()》之銘言：
: ※ [本文轉錄自 Physics 看板]
: 作者: harry901 () 看板: Physics
: 標題: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
: 時間: Fri Sep 30 08:37:50 2005
: 為什麼一個是透明的 另一個卻不透光 差這麼多呢?
: 我想應該是可見光的波長透過兩個不同結構所造成的結果
: 我大概可以了解為什麼 可是就是想不出一個道理來解釋這個原因
: 如果要解釋給國中生的話 應該如何解釋比較好呢?
 液態水和水蒸氣也都是由水分子構成
性質也差很多啊....
: 如果要解釋給高中生的話 應該要怎麼解釋呢?
: 如果是大學所用到的知識 那應該要如何全盤解釋呢?
 一個是sp2
一個是sp3
electronic structure完全不同
: 希望我不會問的太怪 = =
: (這是家教版某老師的學生問的好問題)

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作者: void (*Ptr) 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Sat Oct 1 00:17:35 2005

※ 引述《harry901 ()》之銘言：
: ※ [本文轉錄自 Physics 看板]
: 作者: harry901 () 看板: Physics
: 標題: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
: 時間: Fri Sep 30 08:37:50 2005
: 為什麼一個是透明的 另一個卻不透光 差這麼多呢?
: 我想應該是可見光的波長透過兩個不同結構所造成的結果
: 我大概可以了解為什麼 可是就是想不出一個道理來解釋這個原因
: 如果要解釋給國中生的話 應該如何解釋比較好呢?
: 如果要解釋給高中生的話 應該要怎麼解釋呢?
: 如果是大學所用到的知識 那應該要如何全盤解釋呢?
: 希望我不會問的太怪 = =
: (這是家教版某老師的學生問的好問題)
 透光喔....這實在是

還不用分子結構 光是比較大的尺度就會大大影響透明度

玻璃是透明的 很細的玻璃粉是不透明的

水是透明的 浪花是不透明的

一整片銀是反光可以當鏡子用的 很細的銀粉是黑色的

從晶體來說

單晶的氧化鋁是透明的 多晶透明度就降很多 非晶是不透明的

所以...鑽石和石墨 不只是鍵結不同

連晶體都大相逕庭 當然差很多...


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作者: sunev (Veritas) 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Sat Oct 1 18:03:53 2005

※ 引述《void (*Ptr)》之銘言：
: 透光喔....這實在是
: 還不用分子結構 光是比較大的尺度就會大大影響透明度
: 玻璃是透明的 很細的玻璃粉是不透明的
: 水是透明的 浪花是不透明的
: 一整片銀是反光可以當鏡子用的 很細的銀粉是黑色的
: 從晶體來說
: 單晶的氧化鋁是透明的 多晶透明度就降很多 非晶是不透明的
 以上所述是多晶單晶以及非晶的差別
: 所以...鑽石和石墨 不只是鍵結不同
: 連晶體都大相逕庭 當然差很多...
 但...鑽石單晶是透明的應無疑義
石墨有人在做單晶嗎??
平常看到的都是粉末啊
但我覺得石墨就算單晶應該也還是黑色的吧...

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作者: havend (結束和開始) 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Sun Oct 2 16:33:13 2005

※ 引述《sunev (Veritas)》之銘言：
: ※ 引述《void (*Ptr)》之銘言：
: : 透光喔....這實在是
: : 還不用分子結構 光是比較大的尺度就會大大影響透明度
: : 玻璃是透明的 很細的玻璃粉是不透明的
: : 水是透明的 浪花是不透明的
: : 一整片銀是反光可以當鏡子用的 很細的銀粉是黑色的
: : 從晶體來說
: : 單晶的氧化鋁是透明的 多晶透明度就降很多 非晶是不透明的
: 以上所述是多晶單晶以及非晶的差別
: : 所以...鑽石和石墨 不只是鍵結不同
: : 連晶體都大相逕庭 當然差很多...
: 但...鑽石單晶是透明的應無疑義
: 石墨有人在做單晶嗎??
: 平常看到的都是粉末啊
: 但我覺得石墨就算單晶應該也還是黑色的吧...
以下只是我的猜想 若有觀念錯誤的地方也請提出來 當作學習
若用能帶的角度來看
鑽石不導電 石墨卻會導電
這表示鑽石的band gap很大 而石墨的的價帶和導帶可能重疊或填半滿
所以當可見光的光子打到價帶的電子時
鑽石的電子可能不會被激發
而石墨可能會被激發
所以光不會被鑽石吸收 而會被石墨吸收
故鑽石是透明的 石墨是黑色的

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作者: robert23 (很好...我喜歡NN￾ Ｉ 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Mon Oct 3 22:10:34 2005

俗話說：「天下沒有白吃的午餐」，如果想把便宜的石墨(graphite)變成閃閃動人的
鑽石，即便是二者結構類似，也得付出不少代價。日前科學家嘗試一種全新的方法：
電子束轟擊石墨，試圖更有效率地製造人工鑽石。
石墨和鑽石的成分都是碳(carbon)，唯一不同之處就是碳的排列方式不同：鑽石的碳
原子排成緊緻的四面體結構，石墨則是較鬆散的層狀構造。由於常溫常壓之下石墨相當
穩定，一般只有在相當極端的環境下才可能將石墨轉換成鑽石。像工業界就是利用在高
壓條件下擠壓石墨(carbon-squashing press)的方式製造切割用鑽石。

德國斯圖加特(Stuttgart) Max Planck 研究所的 Michael Zaiser 及其同僚不久前設
計了一種新的方法製造人工鑽石。他們首先製備一片特殊的石墨薄膜，薄膜當中大部分
碳原子都排成石墨結構，但有一小部分區域的碳原子堆疊成鑽石的晶形，形成石墨、鑽
石兩種結構的交界(interface)。以電子束轟擊這個交界時，入射的電子會暫時將碳撞
離它原來排列的位置，當碳原子被拉回時受到介面附近兩側晶格排列的影響，碳原子可
能排成石墨或者是鑽石的結構。 Michael Zaiser發現如果將電子的能量以及系統的溫度調
整至適當的範圍，交界面靠石墨側的部分會漸漸轉變成鑽石(註一)。但是這個轉換方法效
率並不高，每小時大約生成僅十億分之一公尺寬的鑽石帶。Zaiser 目前正在研究以離子束
替代電子束的可行性，希望可以提升轉換的效率。
原始論文：
Zaiser M., Lyutovich Y. and Banhart F., Irradiation-induced transformation of
graphite to diamond: a quantitative study. Phys. Rev. B 62, 3058-3064 (2000).

註一：在交界面附近，靠石墨側的碳原子被拉回形成鑽石結構的數目大於靠鑽石側的碳原子
被拉回形成石墨結構的數目。

ps:本文摘錄自科學文化頻道裡的文章 不知到對各位大大有沒有幫助


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推 void:感覺很類似長晶 10/05 01:41

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作者: flyflyfish (<>< 小魚 ><>) 看板: Chemistry
標題: Re: 鑽石 石墨 都是炭組成 但是
時間: Sat Oct 8 18:13:00 2005

※ 引述《havend (結束和開始)》之銘言ꄺ 以下只是我的猜想 若有觀念錯誤的地方也請提出來 當作學習
: 若用能帶的角度來看
: 鑽石不導電 石墨卻會導電
: 這表示鑽石的band gap很大 而石墨的的價帶和導帶可能重疊或填半滿
: 所以當可見光的光子打到價帶的電子時
: 鑽石的電子可能不會被激發
: 而石墨可能會被激發
: 所以光不會被鑽石吸收 而會被石墨吸收
: 故鑽石是透明的 石墨是黑色的
由於石墨是 SP^2 鍵結 會有 Sigma bond 和 Pi bond
而鑽石是 SP^3 鍵結 只有 Sigma bond
石墨由於層間有 Pi 電子的存在,可吸收各種波長的光,故呈黑色
但鑽石沒有 Pi 電子,故呈透明

[Ref.] 碳纖維入門,複漢出版社,page16

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