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碳单质的多样性
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金刚石
石墨
金刚石
石墨
C60
我们知道,丰富多彩的物质世界是由元素组成
的。例如,氧气是由氧元素组成的,氢气是由氢元
素组成的,水是由氢、氧两种元素组成的。不同的
元素组成不同的物质。那么,在物质世界中,有没
有同一种元素组成不同物质的例子呢?如:红磷和白磷都由磷元素组成
研究表明,透明的金刚石、灰黑色的石墨和分
子结构与足球相似的C都是碳元组成的单质,
但是它们的原子排列方式不同,物理性质存在着明
显差异。
思考:由同种元素组成的物质一定是单质吗?
不一定!可能是单质,也可能是混合物。
(如由02、0组成的物质是混合物,不是单质)
碳的单质1.金刚石
纯净的金刚石是无色透明的固体(如图6-1)。
天然采集的金刚石经过仔细琢磨后,可以成为璀璨
夺目的装饰品一钻石。金刚石可用来裁玻璃、切
割大理石、加工坚硬的金属,以及装在钻机的钻头
上,钻凿坚硬的岩层等。根据金刚石的用途可以推
硬度大
金石贴头
测金刚石一定很硬。事实上,它是天然存在的最硬
的物质。
金刚石
每个碳原子的周围连接4个碳
原子,形成空间网状结构,
牢不可破,非常坚硬
金刚石的结构
碳的单质2.石墨
石墨是一种灰黑色、有金属光泽的固体(如
套
图6-2)。石墨很软,有滑腻感,石器的熔点高,
具有优良的导电性能。
可作电极
石墨的结构
石墨电极
每个碳原子的周围连接3个碳
原子,形成层状结构,多余
出1个电子,使石墨能导电
铅笔芯
高铁列车的受电弓滑板
干电池
欣赏石墨的导电性:一支石墨笔点亮一座城
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思考:金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,它们的物理性质为
什么差异很大?
空间网状结构
金刚石
石墨
层状结构
金刚石、石墨物理性质差异很大的原因是:
碳原子的排列方式不同
结构与石墨类似的几种碳单质:
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
焦炭
活性炭
炭黑
活性炭的吸附性实验:
活性炭的吸附性实验:
在盛有半瓶水的小维形瓶里,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),轻轻振荡维形瓶,观察现象
现象
红色消失
分析
木炭(或活性炭)具有吸附作用
注意:该吸附性是物理性质!