6.1金刚石、石墨和C60.ppt

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1、的几种单质的几种单质【温故知新温故知新】什么叫单质？什么叫单质？金刚石金刚石石石 墨墨c6060一、碳的单质一、碳的单质1 1、金刚石、金刚石 纯净的金刚石是无色、纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固透明、正八面体形状的固体。熔点体。熔点35503550。物理性质物理性质 金刚石是天然存在的金刚石是天然存在的最硬的物质。最硬的物质。课题课题1 金刚石、石墨金刚石、石墨 和和C60金刚石的主要用途金刚石的主要用途 装饰品装饰品钻石钻石 划玻璃划玻璃 作钻探机的钻头作钻探机的钻头金刚石作轴承等金刚石作轴承等无让我们一起走进钻石的世界 钻石钻石，矿物学名为，矿物学名为金刚石金刚石，英文为，英文

2、为 Diamond，意为，意为“坚硬无比坚硬无比”。钻石有。钻石有 宝石之王的美誉，不仅因为它是自然宝石之王的美誉，不仅因为它是自然 界中界中最坚硬最坚硬的物质（莫氏硬度的物质（莫氏硬度10，比，比 莫氏硬度莫氏硬度9的刚玉的实际硬度大百倍以上），而且还因为的刚玉的实际硬度大百倍以上），而且还因为它在无色为主的天然宝石中具有它在无色为主的天然宝石中具有最高的折射率最高的折射率（2.42）和）和色散（色散（0.044），加工成钻石后，会呈现光线四射、五彩），加工成钻石后，会呈现光线四射、五彩缤纷的效果；更为重要的是，它是自然界极稀少珍贵的矿缤纷的效果；更为重要的是，它是自然界极稀少珍贵的矿产资源

3、，即使是在盛产钻石的金伯利岩矿区，要加工出产资源，即使是在盛产钻石的金伯利岩矿区，要加工出1克拉的商业首饰钻石，必须挖掘淘洗克拉的商业首饰钻石，必须挖掘淘洗150250吨的岩石。吨的岩石。到目前为止，到目前为止，100克拉以上的钻石全世界仅有克拉以上的钻石全世界仅有2000颗左右，因而大于颗左右，因而大于100克拉的钻石就已经是克拉的钻石就已经是国宝了。世界上最大的一颗钻石是国宝了。世界上最大的一颗钻石是1905年在南非年在南非发现的，重发现的，重3106克拉，像拳头大小，取名为克拉，像拳头大小，取名为“库库里南里南”（Gullinan）。这颗钻石共磨出）。这颗钻石共磨出9颗大钻颗大钻96颗小

4、钻。最大一粒重颗小钻。最大一粒重530.2克拉，呈梨形，共克拉，呈梨形，共有有74个小面，称为库利南个小面，称为库利南1号，取名为号，取名为“非洲之非洲之星星”，现被镶在英国国王的权杖上，它是现今世，现被镶在英国国王的权杖上，它是现今世界上最大的琢型钻石。界上最大的琢型钻石。让我们一起走进钻石的世界“库里南库里南”钻钻石石图片欣赏：世界最大钻石“库里南一号”国王权杖上的“库 里南一号”图片欣赏：“库里南二号”帝国王冠上的“库 里南二号”中国第一钻中国第一钻:常林钻石常林钻石 目前我国现存发现的目前我国现存发现的最大钻石为常林钻，最大钻石为常林钻，是是1977年年12月月21日，日，山东临沐县发

5、山公社山东临沐县发山公社常林村的一位女农民常林村的一位女农民在耕地时发现的，重在耕地时发现的，重157.77克拉，呈八面克拉，呈八面体，质地洁净、透明，体，质地洁净、透明，淡黄色。淡黄色。据讲，中国最大的据讲，中国最大的钻石曾是钻石曾是“金鸡金鸡”钻钻石，也发现于该地区，石，也发现于该地区，重重217.75克拉，但在克拉，但在二战期间被日军掠走，二战期间被日军掠走，至今下落不明至今下落不明。世界名钻：马辰钻石世界名钻：马辰钻石纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。天然采集到的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品钻石。根据金刚石的用途可以推测金刚石一定很硬。事实上，它是天然存在的

6、最硬的物质。世界最大的宝世界最大的宝石金刚石库利石金刚石库利南南 南非之星(Starof South Africa)(Starof South Africa)2 2、石、石 墨墨物理性质物理性质 深灰色、有金属光泽、深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体。不透明、细鳞片状固体。最软的矿物质之一，最软的矿物质之一，有滑腻感。有滑腻感。良好的导电性良好的导电性 耐高温，熔点耐高温，熔点3652-3697石墨的主要用途石墨的主要用途制造铅笔芯制造铅笔芯制造石墨滑板制造石墨滑板石墨耐高温，可以制石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属。成坩埚来熔炼金属。石墨坩埚石墨坩埚 铅笔小知识铅笔小知识 铅笔上的铅笔

7、上的“B”是英文是英文“Black”的第一个字母，在的第一个字母，在铅笔中表示铅笔中表示“软软”；“H”是英文是英文“Hard”的第一的第一个字母，在铅笔中表示个字母，在铅笔中表示“硬硬”。铅笔为什么有软。铅笔为什么有软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉末中掺进一些粘土 粉末以增加硬度。粘土掺得粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。想一想，想一想，“6B”、“6H”与与

8、“HB”三种类型的三种类型的铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石金刚石石石 墨墨外观外观硬度硬度导电性导电性用途用途无色、透明、正八无色、透明、正八面体形状的固体面体形状的固体天然最硬的物质天然最硬的物质不导电不导电钻石、钻探机的钻钻石、钻探机的钻 头、切割玻璃等头、切割玻璃等深灰色、有金属光深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体泽、细鳞片状固体最软的矿物质之一最软的矿物质之一导电良好导电良好铅笔芯、电极、润铅笔芯、电极、润滑剂等滑剂等为什么金刚石和石墨的物理性质为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？

9、有这么大差异呢？金刚石：碳原子金刚石：碳原子间是间是立体网状立体网状结结构构,硬度大硬度大。石墨：碳原子间是石墨：碳原子间是平面层状平面层状的结构，的结构，层与层之间很容易层与层之间很容易滑动。滑动。思考：为什么同是碳元素组成的单质，性质差异却如思考：为什么同是碳元素组成的单质，性质差异却如此之大呢？此之大呢？金刚石的结构金刚石的结构石墨的结构石墨的结构（它们的碳原子的排列方式不同）（它们的碳原子的排列方式不同）结合金刚石、石墨的性质和用途，讨结合金刚石、石墨的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什论物质的结构、性质和用途之间有什么关系。么关系。性质性质决定决定体现体现用途用途结构结构

10、决定决定 除金刚石与石墨外，生活中常接触到除金刚石与石墨外，生活中常接触到的的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单质。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的质构成的。因含有少量的杂质，从而没有。因含有少量的杂质，从而没有固定的形状，故称为固定的形状，故称为无定形炭无定形炭。木炭具有。木炭具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的结构与木炭类似。结构与木炭类似。木炭、活性炭用途很广，木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗？你想知道它们有什么性质吗？现象：现象：红色逐渐褪去红色逐渐褪去烘

11、烤过烘烤过的木炭的木炭木炭能吸附木炭能吸附红墨水红墨水吗？吗？现象：红墨水的颜色消失。现象：红墨水的颜色消失。区区别别 木木 炭炭 活性炭活性炭 焦焦 炭炭 炭炭 黑黑制制法法色色态态特特性性用用途途木材隔绝木材隔绝空气加强空气加强热热木炭在水蒸木炭在水蒸气中加强热气中加强热加工制得加工制得煤隔绝空煤隔绝空气加强热气加强热含碳物质不含碳物质不完全燃烧形完全燃烧形成的成的 灰黑色灰黑色多孔固体多孔固体黑色粉末或黑色粉末或颗粒状固体颗粒状固体 浅灰色浅灰色多孔固体多孔固体非常细的非常细的黑色粉末黑色粉末吸附能力吸附能力具有比木具有比木炭强的吸炭强的吸附能力附能力多孔性多孔性耐磨性耐磨性冶炼生铁冶炼

12、生铁生产水煤气生产水煤气燃料燃料冶炼金属冶炼金属脱色剂脱色剂去异味剂去异味剂防毒面具防毒面具净水剂净水剂脱色剂脱色剂去异味剂去异味剂黑色颜料黑色颜料橡胶制品橡胶制品的添加剂的添加剂几种无定形炭的比较几种无定形炭的比较1、“碳碳”和和“炭炭”的的区别：区别：2、木炭和活性炭的吸附作用是将被、木炭和活性炭的吸附作用是将被吸附物（吸附物（有色液体及气体、有毒气有色液体及气体、有毒气体体等）吸附在表面（细管道内），等）吸附在表面（细管道内），这个变化是这个变化是 。物理变化物理变化“碳碳”是元素的名称，而是元素的名称，而“炭炭”是指由碳元素组成的某种单质。是指由碳元素组成的某种单质。“炭炭”：不是化学

13、用语，无定形炭是人工制造的：不是化学用语，无定形炭是人工制造的碳单质，都含有少量杂质为表示区别，常写：木碳单质，都含有少量杂质为表示区别，常写：木炭，活性炭，活性 炭，焦炭，炭黑等。炭，焦炭，炭黑等。“碳碳”：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称 和碳的单质及碳的化合物等用到。和碳的单质及碳的化合物等用到。3、c60每一个每一个C60分子都是分子都是由由60个碳原子构成。个碳原子构成。C60的分子和足球相似结构的分子和足球相似结构物理性质物理性质红色固体，红色固体，形似足球状。形似足球状。质脆，不导电质脆，不导电主要用途主要用途材料科学、材料科学、超导体超

14、导体 C60和和几几个个更更新新的的碳碳单单质质C60C70 C540C240如何证明如何证明金刚石金刚石、石墨石墨、C60都是由碳元素组成的单质？都是由碳元素组成的单质？将将金刚石金刚石、石墨石墨、C60分别在分别在纯氧中燃烧，其唯一产物是纯氧中燃烧，其唯一产物是CO2，CO2中的含碳量恰好等于它们各自中的含碳量恰好等于它们各自燃烧前后所减少的质量。燃烧前后所减少的质量。石墨转化为金刚石属于什么变化？石墨转化为金刚石属于什么变化？虽然组成元素没有改变，但碳虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，生成原子的排列方式发生了改变，生成了新物质，所以发生了了新物质，所以发生了化学变化化学

15、变化。碳单质碳单质金刚石金刚石石墨石墨C60结构结构决定决定性质性质用途用途决定决定体现体现 1 1、下列物质中最硬的单质是、下列物质中最硬的单质是 ()A.A.木炭木炭B.CB.C6060C.C.金刚石金刚石D.D.二氧化碳二氧化碳c2 2、家用净水器常用活性炭作净水剂、家用净水器常用活性炭作净水剂,这是因为活性炭这是因为活性炭()()A.A.可作催化剂可作催化剂B.B.疏松多孔疏松多孔,吸附性强吸附性强C.C.无毒无毒D.D.可以把硬水转化为软水可以把硬水转化为软水B3 3、金刚石和石墨的物理性质有很大的差、金刚石和石墨的物理性质有很大的差异的原因是（异的原因是（）D.D.金刚石和石墨是由

16、不同元素组成的金刚石和石墨是由不同元素组成的C.C.金刚石不含杂质，而石墨含杂质金刚石不含杂质，而石墨含杂质B.B.金刚石是单质，而石墨是化合物金刚石是单质，而石墨是化合物A.A.金刚石和石墨里碳原子的排列不同金刚石和石墨里碳原子的排列不同A4 4、石墨可以作高温电炉的电极、石墨可以作高温电炉的电极,是因为是因为()()A.A.能燃烧能燃烧B.B.能传热能传热C.C.很软很软D.D.耐高温能导电耐高温能导电D5 5、化学物质中有一种由多个六边形组成的、化学物质中有一种由多个六边形组成的形似足球的笼状分子，称为形似足球的笼状分子，称为“足球烯足球烯”，化，化学式为学式为C C6060。关于关于C C6060的说法正确的是（的说法正确的是（）A.A.属于单质属于单质B.B.属于混合物属于混合物C.C.每一个每一个C C6060分子都是由分子都是由60个碳分子构成个碳分子构成D.CD.C6060是实心的是实心的A6 6、金刚石和石墨都是（、金刚石和石墨都是（）A.A.有金属光泽的无色透明晶体有金属光泽的无色透明晶体B.B.电的良导体电的良导体C.C.非常坚硬的物质非常坚硬的物质D.D.由碳元