内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物
Carbon and its oxides
课题1 金刚石、石墨和C60
课时1 碳的单质
学习目标
了解碳的三种单质和几种不同的碳。
01
了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
02
知道不同的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。
03
导入新课
氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质。但是它们并不是同一种物质。这说明同一种元素可以组成______________。
不同的单质
氧气(O2)和臭氧(O3)
天然采集到的金刚石并不带闪烁的光泽。需要经过仔细琢磨成许多面后,才成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
金刚石(加工前)
钻石饰品
金刚石的结构
导入新课
正八面体形状,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。
金刚石的结构:
物理性质:金刚石是天然存在的最硬的物质。
一、碳的单质
1.金刚石
纯净的金刚石是无色透明的固体。天然采集到的金刚石经过仔细研磨后,可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
金刚石是由___________构成的。
碳原子
加工坚硬的金属
切割大理石
钻探机的钻头上
裁玻璃
装饰品
一、碳的单质
金刚石的用途:
物理性质:石墨很软,有滑腻感,此外,
石墨还具有良好的导电性,导热性好,耐高温。
石墨的结构:
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。
石墨的用途:
2.石墨C
铅笔芯
制作电极
做润滑剂
一、碳的单质
金刚石、石墨的结构、物理性质和用途
物质 结构 物理性质 用途
金刚石
石墨
碳原子在空间构成连续的网状结构
碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力很小
有滑腻感
深灰色固体、质软
良好的导电性
纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体
天然存在最硬的物质
铅笔
润滑剂
电极
装饰品,如钻石
切割玻璃、钻头等
同一种元素也可以组成不同的单质。
知识拓展
1.石墨制成金刚石是物理变化还是化学变化?
C(石墨) C(金刚石)
高温、高压
催化剂
化学变化
因为碳原子的排列方式不同。
结构 性质 用途
2.物质的结构、性质和用途之间的关系
交流讨论
3.无定形炭
在日常生活和工农业生产中,我们常常要用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等,这些物质的主要成分也是碳单质,而它们的结构则与石墨类似。
木炭
活性炭
焦炭
炭黑
一、碳的单质
演示实验
交流讨论
现象
分析 木炭具有______性,能够吸附色素使红色褪去
红色逐渐褪去
吸附
实验结论:
木炭具有吸附性。
交流讨论
疏松多孔的结构
思考:为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢?
显微镜下的木炭的结构
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附性,能吸附色素和异味。活性炭的吸附性比木炭更强。
2.“碳”和“炭”的区别
①“碳”:碳单质、一氧化碳、二氧化碳,是纯净物;
②“炭”:木炭、焦炭、炭黑、活性炭等,是混合物。
【练习】下列字形正确的是 (填序号)。
①碳单质 ②木炭粉 ③活性炭 ④一氧化炭 ⑤碳酸钠
①②③⑤
1.吸附性是物理性质;吸附是物理变化。
知识拓展
物质名称 性质 用途
木炭 吸附性 吸附一些食品和工业产品里的色素及有异味的物质
可燃性 燃料、黑火药
活性炭 吸附性 制作防毒面具、水的净化、吸附室内有害气体
焦炭 还原性 冶炼金属
炭黑 黑色粉末 黑色染料、橡胶的补强剂
在日常生活中,还有一些物质如:木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分也是碳的单质,而它们的结构则与石墨类似。
交流讨论
C60由60个碳原子构成的一个分子,结构类似足球,又名足球烯。它的性质稳定,在材料科学、超导体方面有广阔的前景。
(1)每个C60分子由60个碳原子构成;
(2)分子结构形似足球,非常稳定。
4. C60
结构 外形 用途
形似足球
结构稳定 超导、催化、材料、医学及生物等领域
一、碳的单质
知识拓展
C70
碳纳米管
C540
C240
石墨烯
碳单质科技前沿
课堂总结
物 质 性 质 用 途
碳单质
纯净物 由 构成 金刚石
石墨
由 构成 C60 每个C60的分子是由 个碳原子构成。
无定型碳
混合物 石墨的微小晶体和少量杂质构成的 木炭 吸附性
较强
活性炭
炭黑
焦炭
原子
分子
活性炭
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
无色透明、硬度大
钻石、