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第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性
第1课时 碳的单质
1
了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途
2
了解活性炭和木炭的吸附性
3
知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质
不同的元素组成不同的物质：
氢气_____
H2
水_____
H2O
铁_____
Fe
氮气_____
N2
同一元素能否组成不同物质呢？
氧元素
O2
O3
磷元素
红磷
白磷
C
C
碳元素也可以组成不同的单质
钻石
八面体金刚石
玻璃刀头上的金刚石
金刚石的结构
金刚石
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
一、金刚石
碳的单质
钻探机的钻头
玻璃刀头上镶的金刚石
钻石
物理性质
加工后有夺目光泽
不导电
自然界最硬物质
透明正八面体型固体
用途
饰 品
刻 刀
钻 头
金刚石结构模型
一个小球代表一个碳原子，原子的排列成网状，每一个节点处有一个碳原子。碳原子间是立体网状结构。
决定
决定
石墨电刷
石墨的结构
石墨制的铅笔芯
干电池中的石墨电极
石墨润滑剂
石墨
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
物理性质
用 途
灰黑色固体
具有导电性
铅笔芯
电 极
润滑剂
质软
手感滑腻
石墨结构模型
二、石墨
碳的单质
碳原子的排列结构是一层一层的，碳原子间是平面层状的结构，层与层之间作用力很小，层与层之间很容易滑动。
决定
决定
碳的单质
结构
性质
决定
碳原子的排列方式不同（即结构不同）
正四面体空
间网状结构
平面六边形
层状结构
金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，物理性质差别巨大的原因是什么？
1．铅笔芯中含有石墨，铅笔能在纸上留下字迹和石墨的什么性质有关？
2．由石墨制造金刚石，你认为可能吗？
颜色为灰黑色，质软
可能。高温高压下改变原子排列,可以使石墨变成金刚石。
碳的单质
化学变化
几乎不导电
质脆
物理性质
碳的单质
三、C60
用途
广泛应用于
超导\催化\材料\
医学\生物等领域
每个C60分子由60个碳原子构成
分子结构形似足球，非常稳定
由C60分子构成的单质
物质类别
应用于材料科学
应用于超导体
物质 金刚石 石墨 C60
结构模型
物理 性质 光泽 加工后璀璨夺目 有金属光泽
硬度 天然物中硬度最大 质软而滑腻 导电性 不导电 良好的导电性 熔点 很高 很高 用途 钻头、玻璃刀、首饰 铅笔芯、电极、润滑剂等 超导体
说明 都是由碳元素组成的单质， 但碳原子排列方式不同，物理性质有很大差异。 碳的单质
碳纳米管
尺寸小
机械强度高
导电性好
单层石墨片
(石墨烯)
优异的导电性
导热性
其他奇特性质
碳单质的研究进展
20世纪90年代初，一些以新的形态存在的碳单质又相继被发现：
碳的单质
不一定，可能是几种单质组成的混合物
只含一种元素的物质，一定是单质吗？
除了金刚石与石墨外，生活中我们还常常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它们通常被称为无定形碳，属于混合物。主要成分是碳单质，结构与石墨类似。
焦炭
炭黑
木炭
活性炭
烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃
化学变化
煤的干馏
碳的单质
三、无定形碳
水蒸气高温
碳的单质
在盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
现象：溶液由红色逐渐变为无色。
结论：木炭（或活性炭）具有吸附性。
三、无定形碳
防毒面具
冰箱除味剂
环保活性炭包
(吸附装修产生的有害气体)
碳的单质
三、无定形碳
活性炭的用途
焦炭
炭黑
木炭
活性炭
具有吸附性，用于吸附色素、异味
强吸附性，用于防毒面具的滤毒罐，脱色，净水
用于冶炼金属
用于油墨等填充剂
碳的单质
三、无定形碳
“碳”是元素名称，是核电荷数（或质子数）为6的一类原子的总称，并不具体指某种物质，在化合物名称中用“碳”表示碳元素，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙等。
“炭”是由碳元素组成的具体物质的名称，如木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。
“碳”和“炭”有什么不同？
碳的单质
吸附性是物理性质，吸附色素和异味是物理变化
活性炭或木炭吸附性是物理性质还是化学性质？
C60
C240
C540
C70
碳家族的成员
单质
碳的单质
科技前沿
以上物质是单质还是化合物？
1.将下列物质与其物理性质及用途连线。
金刚石　　　 质软、灰黑色　　　　　　 用作冰箱除臭剂
　 有吸附性　　　　　　　　 作电极
石墨　　　　 硬度大 　　　　　　　　　 用作装饰品
　 导电性良好　　　　　　　 镶嵌在玻璃刀头裁玻璃
活性炭　　　 打磨后璀璨夺目　　　　　 制铅笔芯
物理性质　
用 途
物 质
2．下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是
A．它们都是电的良导体
B．石墨质软，可作铅笔芯
C．C60是一种新型的单质
D．金刚石硬度大，可切割玻璃
【答案】A
3．化学学习要建构若干基本观念，以下四类化学基本观念中认识不正确的是
A．元素观：金刚石和石墨均由碳元素组成
B．分类观：金刚石和石墨是两种碳单质
C．变化观：石墨转化为金刚石属于物理变化
D．微粒观：金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同
【答案】C
4．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．构成金刚石和石墨的碳原子的大小是不同的
B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同
C．金刚石和石墨都是黑色的固体
D．金刚石和石墨都没有可燃性
【答案】B
【分析】金刚石、石墨是由同种碳原子构成的不同种单质。
【详解】A、构成金刚石、石墨的原子大小相同，故选项A说法错误；
B、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，故选项B说法正确；
C、金刚石是无色的固体，石墨是灰黑色固体，故选项C说法错误；
D、金刚石、石墨是由碳元素组成的，都具有可燃性，故选项D说法错误；
故选：B。
金刚石
石墨
C60
结构:正八面体形状的固体
性质:无色透明，不导电，硬度大，天然存在的最硬物质
用途:裁玻璃，切割大理石，作钻头
结构:细鳞片状固体
性质:灰黑色,金属光泽,不透明,质软,有滑腻感,优良的导电性
用途:石墨电极,铅笔芯,润滑剂
结构:每个分子有60个碳原子构成,形式足球
用途:超导材料等
不定型碳:活性炭,木炭(吸附性)
课题1
碳单质的多样性
第1课时

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