之间的转化属于化学变化,但不属于氧化还原反应。
很多人可能会感觉同素异形体之间的转换属于化学变化是在扯淡。
毕竟同素异形体的种类再多,它们也都属于同一种元素。
这样说来,不管它们之间怎么进行转换,都没有出现新的物质。
但事实上有这种想法的,都是只初浅的了解了化学变化和物理变化的区别。
物理变化和化学变化之间的唯一区别就是有没有新的物质生成,其中有新物质生成的是化学变化,没有新物质生成的是物理变化。
比如铁在空气中生锈变成氧化铁就属于化学变化,因为生成了新的物质。
而液态水在加热的条件下汽化成气态水,就是物理变化,因为液态水与气态水都属于同一种物质,这个过程叫蒸发。
这是高空课本上的东西,但实际上,在材料界,这种划分更加细致。
比如碳的同位素就有很多,其中金刚石和石墨应该是最熟为人知的两种碳的同素异形体了。
这两种材料都是单纯的碳分子构成的,且两种物质都只有单纯的碳元素。
如果按照元素周期表上的材料定义,的确是同一种物质,因为它们都是碳。
只不过在材料界,有更细致的划分,石墨和金刚石的确是两种不同的物质,因为它们的结构完全不一样。
石墨是层状结构,每一层中C原子之间形成正六边形,层与层由范德华力连接。
金刚石是正四面体的结构,每个C相互间靠着共价键连接在一起,性能非常稳定。
越是顶尖的东西,其对于学科内不同物质的划分和区别就越是细致。
同素异形体也一样。
其实同素异形体之间的转变,正常情况下来说,都是通过高温、高压等手段进行的。
比如石墨转换成金刚石,在5-6万大气压以及一千度至两千度的高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,就可以让石墨转变成金刚石粉末。
虽然石墨和金刚石都是碳元素,但在石墨转化成金刚石的过程中,碳分子的化学键进行了断裂和重组,并且晶体结构也重构了,所以两者才被认为是两种不同的物质。
不仅仅是石墨和金刚石,在现实中,各国的科学家研究寻找同素异形体并对他们进行转换时,基本都是在高温高压这种条件下进行的。
因为掺杂其他的条件的话,很有可能会导致得到物品并非同素异形体,而是这种元素的化合物。
特别是金属系的材料,寻找它们的同素异形体更难。
比如同为金属的铁,经过科学家漫长时间的寻找,一共才发现α-Fe,γ-Fe和δ-Fe三种不同的同素异形体。
数量虽然少,但其实制造方式也很简单,就是通过纯铁,在不同的温度以及压强下做不同的处理。
不同于碳的多种同素异形体,铁
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