第一节 碳

一、金刚石和石墨

金刚石、石墨都是由碳元素形成的单质。

金刚石是天然产物中最坚硬的物质。金刚石可以镶嵌在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层；还可以用在切割工具上，裁玻璃的刀头上就镶有金刚石的小颗粒（图 5-1）。天然采集的金刚石经过仔细琢磨后，就成为名贵的装饰品——钻石。

石墨是最软的矿物之一。用它在纸上划过，就会留下石墨灰黑色的痕迹。铅笔芯就是将石墨粉末与粘土粉末按一定的比例混合制成的。用手摸石墨或铅笔芯粉末，会有滑腻的感觉，在工业上，石墨可用作润滑剂。由于石墨的熔点高，所以石墨润滑剂可以在高温下使用。常用的干电池（图 5-2） 中，以石墨作电极，这是利用了它能导电的性质。石墨还有优良的导热性， 并能经受得住温度的骤然升降，可用于制造冶金坩埚等。石墨有许多优良的特性，被广泛地用于科研、生产和生活中。

金刚石和石墨都是碳的单质，为什么它们的物理性质有这么大的差异呢？如金刚石很硬，不导电；而石墨很软，能导电。经过研究知道，这是因为金刚石和石墨里碳原子排列的不同的缘故。但是，在特殊条件下，石墨可以转变为金刚石。人造金刚石已在我国工业上得到应用。