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1、微观结构与物质的多样性,第三单元 从微观结构看物质的多样性,1-3-1 同素异形现象,人类已发现的元素仅100多种，而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质。碳在地壳中的含量只占0.087%，但含碳元素的单质和化合物 以上。,地壳中各元素含量,达到90%,天然最硬物质,导电,不导电,1、石墨与金刚石物理性质与用途：,最软矿物之一,硬度,导电性,用途,性质决定用途！,1779年舍勒发现石墨氧化后只生成CO2，证明了它就是由碳元素组成的。,2、石墨与金刚石化学性质与组成,1772年拉瓦锡证明金刚石可燃，生成CO2，进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。,同素异形现象,同素异形体,同一种元素形

2、成几种不同单质的现象。,同一种元素形成几种不同的单质互称为该元素的同素异形体。,思考：能否从微观结构分析金刚石、石墨在硬度、导电性上的差异？,阅读P19后简单描述金刚石和石墨中碳原子连接方式上的差异。,石墨能否变成其他物质？,1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。,1955年美国科学家霍尔在1650，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。,区分物理变化和化学变化的依据是什么？,变化后，有无新的物质生成,两者的根本区别,1985年，科学家通过激光照射石墨实验，发现碳新型单质C60分子。并绘制出由20个正六边形和12个正五边形构成的“笼状”分子结构，命名为“富勒烯”，又称为“足球烯”

3、。,C60结构,富勒烯,随着研究的深入，一系列碳的“笼状”的富勒烯被科学界发现并制得，其中有C28、C32、C50、C70、C84 、C240 、C500等。开创了一个全新碳“笼状”分子应用研究新领域。,这些“笼状”物质与金刚石、石墨是什么关系？,问题思考,这些“笼状”物质可应用于超导材料！,它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米，轻而结实。,用途：防弹背心，锂电池的电极， 可做成地球-月球乘人的电梯等。,纳米碳管,19751979年，清华大学化工系基本有机合成专业学习,2015年10月23日,国家主席习近平参观英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院

4、,理论上,一头大象的重量即使集中在铅笔头那么小的面积,也无法穿透保鲜膜厚度的石墨烯片。,也许在不远的将来手机会是这样的。,“充电几分钟,手机用一年”,我们离石墨烯时代不远了，“中国制造”正大步迈向“中国创造”，同学们，努力学习科学文化知识，成为时代的弄潮儿吧！,天才少年 曹源,碳家族：石墨、金刚石、C60、纳米碳管、石墨烯,碳家族成员,O2和O3,O2和O3： 原子个数不同，成键方式也不同。,淡蓝色,无色,无味,鱼腥味,强,极强,O2和O3之间的转化,此过程是不是化学反应？,弹性硫,单斜硫,C5H12,C5H12,(1),(2),(3),观察与思考,下列各组是同素异形体吗？,课堂小结：,1、同素异形

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