单选题
碳在自然界中有金刚石和石墨两种存在形式,其中石墨是()。
A
A.绝缘体
B
B.导体
C
C.半导体
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
碳元素在自然界中主要有金刚石和石墨两种同素异形体,虽然它们都由碳原子构成,但由于原子排列方式不同,导致它们的物理性质(特别是导电性)存在巨大差异。
1. **石墨的结构与导电性**:
石墨具有层状结构。在每一层内,碳原子以 $sp^2$ 杂化轨道形成平面六边形网状结构。每个碳原子贡献出 3 个价电子形成共价键,而剩下的第 4 个价电子成为自由电子(或称为离域 $\pi$ 电子),可以在层内自由移动。正是这些自由移动的电子使得石墨具有良好的导电性。因此,石墨是**导体**。
2. **金刚石的对比**:
金刚石中,每个碳原子都以 $sp^3$ 杂化轨道与周围 4 个碳原子形成牢固的共价键,构成正四面体空间网状结构。所有价电子都参与了成键,没有自由移动的电子,因此金刚石不导电,是典型的**绝缘体**。
**选项分析:**
* A. 绝缘体:这是金刚石的特性,不是石墨的。
* B. 导体:石墨因含有自由移动的电子而导电,符合题意。
* C. 半导体:石墨不属于半导体材料(常见的半导体如硅、锗)。
故正确答案为 **B**。
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