内容正文:
第17讲 碳的几种单质
【教学目标】
1.知道金刚石和石墨的物理性质和主要用途
2.了解碳单质的化学性质
3.明白C60分子的结构特点和潜在应用前景
4.知道木炭和活性炭的吸附性
【教学重点】
碳的化学性质
【教学难点】
碳单质物理性质不同的原因
知识点睛
知识点一 金刚石、石墨、C60的物理性质和用途
1. 金刚石(由碳原子构成)
(1)结构:每个碳原子都与四个碳原子相连,在空间构成连续的骨架结构。
(2)物理性质:无色透明的正八面体形状的固体,
是自然界最硬的物质。几乎不导电。
(3)用途:用作钻探机的钻头,用于裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属,还可做装饰品。
2. 石墨(由碳原子构成)
(1)结构:碳原子呈平面层状排列。
(2)物理性质:深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体,是最软的矿物之一,有优良的导电性, 润滑性,耐高温。
(3) 用途:用作润滑剂、电极、电刷、铅笔芯等。
3. C60(由C60分子构成,又称足球烯)
(1)结构:60个碳原子构成一个球状分子。
(2)物理性质:形似足球,具有金属光泽的固体,质脆,不导电。
(3)用途:有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。
【思考】:金刚石、石墨、C60都是碳单质,为什么物理性质有很大差异?
4. 同素异形体:同种元素组成的不同种单质,如金刚石和石墨
知识点二 无定形碳
在日常生活和农业生产中,我们常常要用到无定形碳,无定形碳包括木炭、焦炭、活性炭、炭黑等,这些物质是人工制造的产物,它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
1. 木炭:灰黑色多孔状固体,由木材隔绝空气加热制得。可做燃料、冶炼金属、制黑火药。因结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附一些工业产品和食品里的色素,也可用其来吸附有异味的物质。
2. 活性炭:灰黑色多孔颗粒状固体,木炭经水蒸气高温处理后,可以得到吸附能力更强的活性炭,也具有疏松多孔的结构。由于吸附能力更强,防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭吸附毒气的,也用作制糖工业中的脱色剂。随着社会的发展,活性炭也被应用在城市污水、工业废水、饮用水的深度净化处理中;人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体等等。
3. 焦炭:浅灰色多孔状固体,由煤隔绝空气加强热制得,主要用于冶炼金属。
4. 炭黑:极细的黑色粉末,由碳物质不完全燃烧生成,可用于制造油墨、油漆、鞋油和