課題1 金剛石、石墨和C60 1、 金 剛 石一 、 碳 的 單 質(zhì)金 剛 石 的 結(jié) 構(gòu) 純 凈的 金 剛石 是 一種 無(wú) 色透 明 的 、正 八 面體 形 狀的 固 體 。 金 剛 石 未 加 工 的 鉆 石 加 工 后 的 鉆 石 天 然 采 集 到 的 金 剛 石 并 不 帶 閃 爍的 光 澤 。 需 要 經(jīng) 過(guò) 仔 細(xì) 琢 磨 成 許 多 面后 ， 才 成 為 璀 璨 奪 目 的 裝 飾 品 鉆石 。 天 然 采 集 的 金 剛 石 雕 琢 后 鉆 石 金 剛 石 是 天 然 存 在 的 最 硬 的 物 質(zhì) 。 可以 用 來(lái) 刻 劃 玻 璃 ， 切 割 大 理 石 ， 加 工 金屬 ， 把 它 裝 在 鉆 探 機(jī) 的 鉆 頭 上 ， 鉆 鑿 堅(jiān)硬 的 巖 層 等 。 2、 石 墨石 墨 的 結(jié) 構(gòu)（ 層 狀 結(jié) 構(gòu) ） 石 墨 是 深 灰 色 有 金 屬 光 澤 、 不 透 明 的細(xì) 磷 片 狀 固 體 ,具 有 優(yōu) 良 的 導(dǎo) 電 性 ， 很滑 膩 。 石 墨 石 墨 石 墨 很 軟 ， 是 最 軟 的 礦 物 之 一 。拉 辛 頭 像 的 局部 用 石 墨 素 描 石墨制造的素描筆 木 炭 木 炭 木 炭 主 要 是 由石 墨 的 微 小 晶 體和 少 量 的 雜 質(zhì) 構(gòu)成 的 ， 它 具 有 疏松 多 孔 的 結(jié) 構(gòu) 。焦 炭 、 活 性 炭 、炭 黑 等 的 結(jié) 構(gòu) 和木 炭 類(lèi) 似 。 木 炭 能 吸 附 紅 墨 水 嗎 ？現(xiàn) 象 紅 色 逐 漸 褪 去 。 木 炭 具 有 疏 松 多 孔 的 結(jié) 構(gòu) ， 表 面 積很 大 ， 具 有 較 強(qiáng) 的 吸 附 性 ， 能 將 紅 墨水 吸 附 在 木 炭 多 孔 性 結(jié) 構(gòu) 中 。加 入 木 炭 粉 可 以 利 用 木 炭 的 吸 附 性 來(lái) 吸 附 色 素 、氣 味 和 有 毒 氣 體 等 物 質(zhì) 。 顯 微 鏡下 看 到 的木 炭 的 結(jié)構(gòu) 如 圖 所示 ： 木 炭 、 焦 炭 、 活 性 炭 、 炭黑 等 通 常 被 稱(chēng) 為 無(wú) 定 形 碳 。無(wú) 定 形 碳木 炭 活 性 炭炭 黑 焦 炭 活 性 炭防 毒 面 具 濾 毒 罐 活 性 炭 的 吸 附作 用 比 木 炭 還 要強(qiáng) ， 防 毒 面 具 里的 濾 毒 罐 就 是 利用 活 性 炭 來(lái) 吸 附毒 氣 的 。 木 炭 、 活 性炭 還 可 以 做 冰 箱中 的 除 異 味 劑 、制 糖 工 業(yè) 的 脫 色劑 等 。 種 類(lèi) 色 態(tài) 特 性 用 途木 炭 灰 黑 色 ， 多 孔 固體 可 燃 性 、吸 附 性 作 燃 料 ， 制 火 藥 ，做 食 品 和 工 業(yè) 的 吸附 劑 、 除 異 味活 性炭 黑 色 、 多 孔 性 顆粒 或 粉 末 強(qiáng) 吸 附性 凈 化 水 ， 用 于 防 毒面 具 ， 做 吸 附 劑 、脫 色 劑焦 炭 淺 灰 色 ， 多 孔 固體 ， 質(zhì) 地 堅(jiān) 硬 還 原 性 冶 煉 金 屬 ， 化 工 原料炭 黑 非 常 細(xì) 的 黑 色 粉末 有 滑 膩感 黑 色 顏 料 ， 用 作 墨汁 ， 橡 膠 填 料木 炭 、 活 性 炭 、 焦 炭 和 炭 黑 的 比 較 比 較 碳 與 炭 的 區(qū) 別 “ 碳 ” ： 是 元 素 的 名 稱(chēng) ， 是 核 電 荷 數(shù)為 6的 一 類(lèi) 原 子 的 總 稱(chēng) 。 比 如 ： 碳 元 素 、碳 單 質(zhì) 、 含 碳 化 合 物 、 一 氧 化 碳 。 （ 這兒 不 能 用 “ 炭 ” ） “ 炭 ” ： 表 示 由 碳 元 素 組 成 的 某 種 單質(zhì) 木 炭 、 活 性 炭 、 焦 炭 、 炭 黑 等 。 一 般 在 未 指 明 具 體 單 質(zhì) 時(shí) ， 習(xí) 慣 上 用碳 ， 如 “ 熾 熱 的 碳 ” 、 “ 當(dāng) 碳 燃 燒 時(shí) ” 。 為 什 么 金 剛 石 和 石 墨 的 物 理 性質(zhì) 有 這 么 大 差 異 呢 ？它 們 的 碳 原 子 的 排 列 方 式 不 同 。金 剛 石 的 結(jié) 構(gòu)石 墨 的 結(jié) 構(gòu) 3、 C60 C60的 分 子 結(jié) 構(gòu) 和 足 球 相 似 由 60個(gè) 碳 原 子 構(gòu) 成 ， 結(jié) 構(gòu) 類(lèi) 似 足 球 ，又 名 足 球 烯 。 C60的 結(jié) 構(gòu) 圖 1、 常 溫 下 ， 碳 單 質(zhì) 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 不 活 潑 。二 、 單 質(zhì) 碳 的 化 學(xué) 性 質(zhì)點(diǎn) 燃點(diǎn) 燃跟 氧 氣 反 應(yīng) （ 可 燃 性 ）C+O2 CO2（ 充 分 燃 燒 ） 2、 高 溫 下 ， 碳 單 質(zhì) 能 跟 多 種 物 質(zhì) 反 應(yīng) 。2C+O2 2CO（ 不 充 分 燃 燒 ） C + 2CuO 2 Cu + CO2高 溫 木 炭 與 氧 化 銅 反應(yīng) ， 黑 色 粉 末 逐 漸變 成 光 亮 的 紅 色（ 有 銅 生 成 ） ， 澄清 石 灰 水 變 渾 濁（ 有 二 氧 化 碳 生成 ） 。 實(shí) 驗(yàn) 注 意 事 項(xiàng) 1、 加 熱 前 先 預(yù) 熱 。 2、 試 管 口 應(yīng) 略 向 下 傾 斜 。 3、 實(shí) 驗(yàn) 完 畢 后 ， 要 先 撤 出 導(dǎo) 管 ， 后熄 滅 酒 精 燈 。 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 和 某 些 氧 化 物 的 反 應(yīng) （ 還 原 性 ） 還 原 反 應(yīng) ： 含 氧 化 合 物 內(nèi) 的 氧 被 奪 去 的反 應(yīng) 。 能 奪 走 含 氧 化 合 物 里 氧 的 物 質(zhì) 具 有 還原 性 。 高 溫 高 溫高 溫2CuO + C 2Cu + CO22WO3+3C 2W 3CO2 焦 炭 煉 鐵 1 金 剛 石 很 硬 ， 是 天 然 存 在 的 最 硬 物 質(zhì) 。 2 石 墨 很 軟 ， 有 滑 膩 感 ， 有 良 好 的 導(dǎo) 電 性 。木 炭 、 活 性 炭 有 強(qiáng) 吸 附 性 。 3 C60的 結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 是 良 好 的 超 導(dǎo) 體 ， 可 以 使超 導(dǎo) 體 的 溫 度 達(dá) 到 12.8K 。 4 常 溫 下 ， 碳 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 不 活 潑 。 5 高 溫 下 ， 具 有 可 燃 性 和 還 原 性 。