课题1金刚石石墨与C60讲义

1、金刚石石墨碳60课题1、金刚石、石墨和C60课题1金刚石石墨与C60讲义第1页 碳单质主要包含金刚石、石墨和C60分子。它们都是由碳元素组成单质。一、碳单质1、金刚石： 纯净金刚石是一个无色透明、正八面体形状固体，硬度大，不导电。 天然采集金刚石经过仔细琢磨就会成为璀璨夺目标装饰品钻石。课题1金刚石石墨与C60讲义第2页钻石，矿物学名为金刚石，英文为Diamond，意为“坚硬无比”，钻石有宝石之王美誉，不但因为它是自然界中最坚硬物质（莫氏硬度10，比莫氏硬度9刚玉实际硬度大百倍以上），而且还因为它在无色为主天然宝石中含有最高折射率（2.42）和色散（0.044），加工成钻石后，会展现光线四射、

2、五彩缤纷效果；更为主要是，它是自然界极稀少宝贵矿产资源，即使是在盛产钻石金伯利岩矿区，要加工出1克拉商业首饰钻石，必须挖掘淘洗150250吨岩石。 到当前为止，100克拉以上钻石全世界仅有2000颗左右，因而大于100克拉钻石就已经是国宝了。世界上最大一颗钻石是19在南非发觉，重3106克拉，像拳头大小，取名为“库里南”（Gullinan）。这颗钻石共磨出9颗大钻96颗小钻。最大一粒重530.2克拉，呈梨形，共有74个小面，称为库利南1号，取名为“非洲之星”，现被镶在英国国王权杖上，它是现今世界上最大琢型钻石。课题1金刚石石墨与C60讲义第3页“库里南”钻石世界最大钻石“库里南一号”国王权杖上

3、“库里南一号”课题1金刚石石墨与C60讲义第4页帝国王冠上“库 里南二号”“库里南二号”课题1金刚石石墨与C60讲义第5页金刚石用途很广泛，但天然存在量极少，而且多数颗粒很小，无法满足人们需求。所以人们提出了金刚石人工制造问题。因为金刚石和石墨都是碳单质，所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石试验上来。经过无数次试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在16001800和51096109帕条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。当前世界上每年生产约20吨人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。现今江苏省南京、苏州等地也都有生产人造金刚石工厂。让你知道课题1金刚石石墨与C60讲义第6页含

4、有杂质金刚石带有颜色金刚石装饰品天然金刚石玻璃刀钻头切割大理石或加工坚硬金属等课题1金刚石石墨与C60讲义第7页2、石墨： 深灰色含有金属光泽而不透明细鳞片状固体。质软，有滑腻感，电良导体。石墨是最软矿物之一石墨课题1金刚石石墨与C60讲义第8页用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯 用石墨做电极石墨耐高温，能够制成坩埚来熔炼金属课题1金刚石石墨与C60讲义第9页 石墨炸弹是美国制造一个可使供电系统短路而造成瘫痪新式炸弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹变种，它在目标上空爆炸，释放出无数“易拉罐”大小小炸弹，这些内装碳纤维小炸弹随即在更大区域爆炸，形成大范围碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路而瘫痪。课题1金刚

5、石石墨与C60讲义第10页 金刚石和石墨都是由C元素组成，为何性质会相差这么远呢？物质结构物质性质物质用途决定决定反应反应正八面体平面网状结构碳原子排列方式不一样课题1金刚石石墨与C60讲义第11页小知识“碳”与“炭”“碳”：包括到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）“炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）课题1金刚石石墨与C60讲义第12页3、无定形碳： 无定形碳包含：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要是由石墨微小晶体和少许杂质组成。 木炭、活性炭含有疏松多孔结构，因而含有吸附能力（吸附是物理改变），但活性炭吸附能力比木炭强。木炭是一个灰黑色多孔性

6、固体，燃烧时，产生极少烟，火焰很小。课题1金刚石石墨与C60讲义第13页木炭、活性炭含有疏松多孔结构，所以它含有吸附能力。利用木炭、活性炭吸附性来吸附色素、气味和有毒气体等物质。活性炭冰箱去味剂食品脱色辅助材料滤毒罐活性炭吸附作用比木炭还要强，防毒面具里滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气， 课题1金刚石石墨与C60讲义第14页炭黑焦炭活性炭结构用途木 炭主要是由石墨微小晶体和少许杂质组成，含有疏松多孔结构，含有吸附能力。作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。活 性炭净化各种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂炭 黑制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品填料焦 炭作燃料和冶炼课题1金刚石

7、石墨与C60讲义第15页如图所表示,向盛有红棕色二氧化氮气体集气瓶里投入几小块烘烤过木炭,会出现什么样 想象,为何?能够搜集到炭黑课题1金刚石石墨与C60讲义第16页C60，它是美国休斯顿大学克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发觉。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。C60除了在超导方面应用外，在以下几个方面也含有广泛应用前景：有感觉功效传感器增强金属强度新型催化剂光学应用对癌细胞含有杀伤效应等医疗功效。资料： C60课题1金刚石石墨与C60讲义第17页C70C80课题1金刚石石墨与C60讲义第18页碳纳米管课题1金刚石石墨与

8、C60讲义第19页20世纪80年代，人们发觉人造金刚石在半导体制造行业含有广泛应用前景。因为计算机芯片基体材料硅导热性不好，这成为深入提升技术时难题。而金刚石在导热性方面远远超出硅（甚至超出铜和银），于是它成了芯片基体材料最正确选择。正是这种需求推进了人造金刚石研究。人们想到，金刚石既然是碳一个单质，为何不能够用碳原子作为构建金刚石晶体原料，而一定要经过破坏石墨晶体来完成呢？灵巧化学家很快就完成了这项研究。透明、晶莹璀璨人造金刚石就这么在试验室里诞生了。即使还没有能够制造出大颗粒金刚石晶体（所以大颗粒天然金刚石依然价值连城），不过已经制成了金刚石薄膜。透明金刚石薄膜金刚石、石墨和C60分子物理

9、性质差异较大原因：虽都是由碳元素组成单质，但碳原子排列方式不一样。金刚石石墨碳60可见：不一样种元素能够组成不一样物质，而同一个元素也能够组成不一样物质。课题1金刚石石墨与C60讲义第20页1、将以下左例和右例相关项目用线连接起来。 石墨 冰箱去味剂、防毒面具 炭黑 导电 金刚石 新型催化剂 C60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属2.金刚石、石墨、 C60都是由_组成单质。不过，它们性质却存在巨大差异（比如金刚石是天然存在最硬物质，而石墨却很软），这是因为它们_ 不一样。碳元素碳原子排列方式 练一练课题1金刚石石墨与C60讲义第21页3、以下关于金刚石和石墨叙述正确是（ ）A、金刚石和石墨都是由

10、碳元素形成物质，所以用石墨人工合成金刚石是物理改变 B、金刚石不导电，而石墨含有良好导电性 C、金刚石和石墨在氧气中完全燃烧产物都是二氧化碳 D、金刚石和石墨物理性质由较大差异是因为形成金刚石碳原子与形成石墨碳原子不相同4. 继发觉C60后,C70也已经制得,以下相关C70说法正确是( )A、它是一个化合物 B、它是一个单质，而且它是有C70原子组成。C、它是一个混合物 D、它相对分子质量是840DB课题1金刚石石墨与C60讲义第22页5、以下改变不属于化学改变是（） A、木炭燃烧 B、黑火药爆炸C、活性炭脱色 D、石墨在高温、高压下转变为金刚石6、惯用做干电池正、负极材料分别是（ ） A、木

11、炭与铁皮 B、炭黑与锌皮 C、石墨与锌皮 D、石墨与铁皮7、诺贝尔化学奖授予对发觉C60有重大贡献三位科学家，现在C70也已经制得，对C60和C70这两种物质叙述，错误是（ ） A、它们都是碳元素组成单质 B、它们是两种新型化合物 C、它们都是由分子组成 D、它们相对分子质量之差为120 CB C课题1金刚石石墨与C60讲义第23页二、单质碳化学性质北宋画家张择端绘制，距今近千年常温下，碳化学性质不活泼。1.碳稳定性在温度升高情况下，碳能跟很多物质发生化学反应。2.碳与氧气反应（可燃性）CO2C +O2点燃（充分燃烧）2CO2C +O2点燃（不充分燃烧）课题1金刚石石墨与C60讲义第24页3、

12、与一些氧化物反应（还原性）木炭还原氧化铜：现象：（1）试管里黑色粉 末逐步成为红色；（2）生成无色无 味气体能使澄清 石灰水变浑浊。原理：C + 2CuO2Cu + CO2高温课题1金刚石石墨与C60讲义第25页1.试管为何要略向下倾斜？预防冷凝水流到热试管底部使试管炸裂。2.火焰上罩网罩作用是什么？因为木炭与氧化铜反应温度要求较高，用网罩使火焰集中，提升温度。3.试验结束时，为何要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？预防石灰水倒吸入热试管使试管炸裂。4.反应现象（1）试管粉末中有红色物质出现；（2）澄清石灰水变浑浊。2Cu +2CuO +C高温CO2课题1金刚石石墨与C60讲义第26页4Fe +2Fe2O3 +3C高温3CO2含氧化合物中氧被夺去反应，叫还原反应。（1）木炭使氧化铜还原成铜，其含有还原性。（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其含有氧化性。2Cu +2CuO +C高温CO2Cu +H2+ CuOH2O指出以下含有还原