如果你接触过化学领域,那下面我说的,你可能更容易理解。
众所周知,煤矿石是由一层层碳分子叠加而成,它属于片层结构,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连,实际上每一层都是无限延展的π共轭体系,这种体系对各种波长的光都能吸收,光线在穿透一层层的石墨的过程中不断被石墨不同的层级表面吸收再吸收,所以导致石墨不反射任何可见光,也就是黑色。当然,科学规定碳分子层在10层以下称为“石墨烯”,由于层数相比石墨微乎其微,所以石墨烯对光的吸收也可以忽略不计,故石墨烯对透光性能很好。
日常生活中,昂贵的钻石、坚硬的玻璃刀都是金刚石,金刚石晶体结构特征为正四面体,结构非常稳定,是自然界中最坚硬的物质,但自然合成大颗粒金刚石非常稀少,加上金刚石晶莹剔透,故钻石价格不菲。金刚石的碳原子呈现出空间正四面体结构,碳原子的直径为:91pm,金刚石碳原子间距为:0.1544nm,碳原子之间以共价键结合,可见光的波长在380~780nm。形象的说:在光透过金刚石时,金刚石中的碳原子就好比阻挡在光前进的路上的一些小点点,相当于前进的水波遇到了一些灰尘的阻挡。光波是可以轻松绕射的,每一个碳原子对光波的能量损耗极低。另外,在金刚石内部,碳原子之间是没有多余电子的,就不会吸收光谱,加上光在前进方向上的反射,所以钻石才那样闪亮夺目。当然,影响物质透明性不止这些因素。温度,压强等都会影响物质的透光性。这只是在常温常压下,如果将金刚石加热到1000摄氏度,那它就会变为石墨,因为它的晶体结构招到了破坏,且会呈现不同的颜色。
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