碳60（C60）和钻石化学本质上都是碳元素，所以从化学角度来说，C60和钻石是同位素（isotope），即原子数量相同，中子数量以及质量不同。同位素的化学特质是相通的，物理特质却不同，也就是一切与化学反应无关的特质都是不同的——所以C60与钻石的熔点会不同。
那么为什么C60的熔点要低一些呢？因为一个物质从固态（solid）融化成液态 (liquid) 时，物质的粒子（particle）之间的距离会增加，其物质熔点的高低与粒子距离增加的难易程度有关。这个难度就要看粒子之间的吸引力了。
从粒子之间吸引力的种类上来看，ionic bond [intra-molecular force (giant ionic structure)] / metallic bond [intra-molecular force (giant metallic structure)] > covalent bond【intra-molecular force (giant covalent structure)】> hydrogen bond [inter-molecular force (simple molecular structure)] > van der Waal's force [inter-molecular force (simple molecular structure)]. 如果一个物质粒子中的原子都是金属（metal），那它就属于giant metallic structure, 原子之间的力（intra-molecular force）是metallic bond。如果一个物质粒子中的原子是一个金属和一个非金属（non-metal）, 它就属于giant ionic structure, 原子之间的力是ionic bond。如果一个物质粒子中的原子都是非金属，它属于giant covalent structure, 是covalent bond；而如果这个物质粒子里的原子是有固定数目的，它就是simple molecular structure。simple structure的结构无法延伸，只能靠范德华力（van der Waal's force）和相邻的粒子相吸引而接在一起组成物质。此外，有些simple structure的粒子中有氢原子（H）和另外一个吸引力强的原子，如氮原子（N）、氧原子（O）和氟原子（F），这样的粒子就会有额外的氢键（hydrogen bond）。
如果吸引力的类型相同，就要考虑particle之间的距离。距离越远，吸引力就越小；而原子越大，距离越远。判断原子大小的方法在化学冷知识的第三条。
知道这些后我们来看：C60就是simple structure, 钻石是giant covalent structure; C60是最弱的van der Waal's force，而钻石则是最强的covalent bond. 由此已经可见钻石粒子之间的力比碳60的要大，所以熔点更高。这就是为什么C60的熔点比钻石底。
网友评论