课题1金刚石、石墨和C60

第六单元碳和碳的氧化物

课题一

金刚石、石墨和C60

我们知道，丰富多彩的物质世界是由元素构成的。例如，氧气由氧气组成，氢气由氢气组成，水由氢气和氧气组成。不同的元素构成不同的物质。那么，在物质世界中，有没有同一种元素形成不同物质的例子呢？

研究表明，透明金刚石、灰色石墨和足球形C”都是由碳元素组成的单质，但由于它们的原子排列不同，其性质存在明显差异。

1 .单质碳

1.钻石_

纯钻石是一种无色透明的八面体固体。天然采集的钻石经过精心打磨，可以成为耀眼的装饰品——钻石。

金刚石可用于切割玻璃、切割大理石、加工硬质 金属，还可以安装在钻孔机的钻头上钻取坚硬的岩层

石头等 根据金刚石的用途，可以推断金刚石的硬度一定很高。事实上，它是自然界中最坚硬的物质。

2.石墨

石墨是一种深灰色金属不透明的细小鳞片状固体。石墨质软，手感滑。此外，石墨还具有优良的导电性。

在日常生活和工农业生产中，我们经常会用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，这些物质的主要成分也是简单的碳，它们的结构类似于石墨。

木炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力。木炭的这种特性可以用来吸附一些食品和工业产品中的色素，也可以用来吸附有气味的物质。活性炭的吸附力比木炭强。防毒面具中的滤毒罐使用活性炭吸收有毒气体。在制糖工业中，还用活性炭脱色制糖。随着社会的发展，活性炭的应用范围不断扩大。例如，活性炭用于城市污水、工业废水和饮用水的深度净化。人们还用活性炭吸收装修等产生的有害气体。

3.C60

科学家们发现，除了金刚石和石墨之外，还有一种以单质形式存在的新型碳。他们之中， C60发现较早，研究取得重要进展。 .

每 C60。分子由 60 个碳原子组成。 C60分子看起来像一个足球（如图6-4），这个足球结构中的C60分子非常稳定。

人类的发现认识了一个全新的碳世界。 C60独特的结构决定了它具有一些特殊的理化性质，可广泛应用于超导、催化、材料、医学和生物学等领域。目前，人类对C60的研究正在深入。我国科研机构在C60的制备与分离、C60的超导性、C60的结构等方面取得了多项成果，在国际上产生了重要影响

2、单质碳的化学性质

中国古代书画家用墨汁（炭黑等制成）书写或绘制的字画，可长期保存不变色。为什么是这样？

在室温下，碳是化学惰性的。碳不易被阳光或与空气和湿气接触而改变。如果温度升高，碳的反应性如何？

1. 碳与氧的反应

你还记得木炭在氧气中燃烧的现象吗？当木炭完全燃烧时，它会与氧气反应生成二氧化碳并释放出大量的热量。

当碳没有完全燃烧时，会产生一氧化碳，同时放出热量。

2.碳与某些氧化物反应

木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。

在这个反应中，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种含氧化合物中的氧被带走的反应称为还原反应。木炭是将氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。碳的还原性可用于冶金工业。例如，焦炭可以从其氧化物矿石中还原铁。

此外，碳能在高温下将二氧化碳转化为一氧化碳。

学完这个课题，你应该知道

1、不同的元素可以形成不同的物质，同一种元素可以形成不同的物质。如金刚石、石墨和C60都是由碳组成的单质。

2.木炭和活性炭具有吸附性。

3.碳在室温下化学性质稳定。在高温下，碳能够与许多物质发生反应。

4.物质的性质在很大程度上决定了它的用途。