金刚石+石墨+C60修
金刚石、石墨、C60
想一想
1.有一口小水井中的水有异味,你有什么方 法来消除吗? 把木炭装入透水的袋中,沉入井里
2.打水井时常在水井周围埋一些木炭,其作 吸附水中的异味 用是__________________. 这是由于木炭 疏松多孔 结构,因此具有 _ 有__________ 吸附 的性 能.
练一练
1.下列关于金刚石和石墨的说法中,正确的是( A.它们的物理性质相同
石墨烯
比 钻石还坚硬，强度比世界上最 好的钢铁还要高上100倍。
学了这节课，大家有什么感受和反思.
•本节课应掌握的主要内容有: 1.金刚石、石墨的物理性质和用途。 金刚石、硬。用途:刻划玻璃切割大理石.钻头 导电 用途:电极 石墨 质软 用途:制铅笔芯 润滑性 用途:高温条件下作润滑剂 2.金刚石.石墨物理性质不同的原因： 碳原子排列方式不同． 无定形碳的种类：木炭．焦炭．活性炭．炭黑 性质：木炭．活性炭有吸附性
6B含石墨最多、最软，颜色最深； 6H含石墨较少、最硬，HB居中。
铅笔芯中的石墨有哪 些物理性质？
生锈的铁锁
石墨
2.石墨
物理性质
颜色 石 硬度
深灰色
用途
铅笔芯 电极 润滑剂
质软 能导电
墨
导电性
手感
滑腻
金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。
都是由碳元素组成的单 质,为什么它们物理性质 却有巨大的差异呢？
金刚石、石墨和C60
用途
纯净的金刚石晶体是无色 透明、有强折光性的固体
钻石饰品
玻璃刀
钻头
刀具
砂轮
1.金刚石
物理性质
金 刚 石
无色透明、有 强折光性的固体
用途
钻石饰品
硬度大
全国优质课大赛《金刚石、石墨和C60》
因为金刚石很硬，所以能做玻璃刀
因为石墨质软，所以能做铅笔芯
因为石墨能导电 ，所以能做电极、电刷
因为石墨滑腻，所以能做润滑剂
因为活性炭具有吸附性，所以做吸附剂和防毒面具 ……
性质
决定
用途
外观
无色透明 自然界最硬
不导电
灰黑色 质软
导电
硬度
导电性
物理性质差异大结构源自决定决定性质用途
体现
原子的排列方式不同，物质的物理性质不同
游 小
戏
黑
无色透明
正八面体 × √
× √
硬
× √
× √
无色透明
玻璃刀 × √
钻石
× √
C
× √ × √
× √
软
× √
铅笔芯
黑
×导电性 √ × √
木炭
电极
√ ×
防毒面具
√ ×
吸附
√ × 足球烯 √ ×
钻石
√ ×润滑剂 √ ×
C60
同一种元素能组成不同种的单质
决定 决定 体现
结构
性质
用途
原子的排列方式不同，物质的物 理性质不同
质软 导电性
熔点高
用途
铅笔芯 电极 电刷
石墨坩锅
滑腻
润滑剂
C60
C60
C60中掺以少量某些金属后具有超导性，可做超导材料
C60的潜在应用前景
除了超导领域以外，C60在以下几个方面也 具有广泛的应用前景： 1、气体的贮存 2、有感觉功能的传感器 3、增强金属强度 4、新型催化剂 5、光学应用 6、癌细胞的杀伤效应
用途 金刚石 石墨
C60
装饰品 玻璃刀、钻头
课题1金刚石、石墨和C60
导电性
用途
导电良好
铅笔芯、电极、润 滑剂等
思 考 分 析
金刚石和石墨都是由C元素组成的， 为什么性质会相差这么远呢？
物质的用途
反映 决定
正八面体
平面网状结构
物质的性质
反映 决定
碳原子排列方式不同
物质的结构
生活中常用到木炭、活性炭、焦炭、炭黑。 它们主要成分是碳单质，结构与石墨类似。
木炭
焦炭
活性炭
7．下列关于碳的几种单质的组成和 用途的说法，错误的是（ C ）
A．璀灿夺目的天然钻石是由碳元素 组成的 B．长期未用而难开启的铁锁，可在 锁孔中加入少量铅笔芯来作润滑剂 C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制 成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
8．在2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2↑反应 中，还原剂是 （ A ） A．C B．CO2 C．Fe2O3 D．Fe 9．试管中有黑色粉末，加热后变成红 色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊 的气体，这黑色粉末是（ C ） A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉 C．氧化铜和木炭粉 D．氧化铜和二氧化锰
10．纳米材料被誉为21世纪最有前途的 新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的 直径为几个纳米（1nm=10-9 m)的空心管。下 列说法错误的是 （ A ） A．纳米碳管是一种新型的化合物 B．纳米碳管材料如果完全燃烧生成物 是二氧化碳 C．纳米碳管材料管道多，表面积大， 吸附能力强 D．纳米碳管在常温下性质稳定
D．由碳元素组成的单质
3．下列实验能证明金刚石和石墨是由同 种元素形成的不同单质的是（ D ） A．测量其密度 C．用水溶解 B．测量其熔点 D．分别燃烧验证燃烧产
物
4．活性炭或木炭能使红墨水的红色 褪去，是因为（ B ）
金刚石、石墨、C60(教案)
课题1 金刚石、石墨、C 60永丰县进修学校 张金根三维目标：1.知识目标：①了解金刚石和石墨的物理性质和用途，木炭等无定形碳的性质和用途。
②通过分析比较金刚石、石墨的物理性质差别,进一步理解物质结构影响性质。
2.能力目标：①通过分析比较金刚石、石墨物理性质差别的原因，锻炼学生分析问题的能力。
②通过学生实验培养学生实验操作能力和分析探索能力。
3.情感目标：①通过小组讨论三个问题组，培养学生团结协作、集体意识。
②学习金刚石时，通过看录像及老师的讲解，增强学生热爱家乡，热爱科学的精神。
教学重点：金刚石和石墨的物理性质和用途教学难点：金刚石和石墨物理性质差别的原因教学方法：探索讨论，分析比较，学生实验，演示实验，录像等教学用具：教师、学生实验仪器。
微机、展台。
教学过程：一、引入新课( 引入) ：上课以前先给大家讲一个故事，19世纪著名的化学家戴维和一个伯爵会晤，当时伯爵手上带着一个非常好看的钻石戒指，戴维就说你手上戴的戒指和我手中拿的铅笔芯成分是相同的。
伯爵听后大吃一惊，说只要你证明给我看我就相信，戴维取来了放大镜在太阳底下，过了一会，钻石戒指果然不见了，同学们猜想一下钻石戒指的成分可能是什么？有的同学回答是：碳。
自然引入：从这节开始，我们就来学习有关碳的单质以及碳的氧化物的知识。
本节课，我们首先来研究碳的单质。
二、学习新课（一）金刚石（过渡）：首先来学习碳的一种单质-----金刚石。
（录像）：大家对金刚石可能比较陌生，先来看屏幕了解有关金刚石的知识。
（布置任务）：在录像中大家见到了金刚石，也了解了它的一些性质和用途，下面结合录像、课本，小组一块完成问题纸上的表格一，并讨论下面的两个问题。
填表一：用途小结： 导色金刚石电性熔点硬度光泽性、形状、状态1.金刚石最突出的性质是什么？利用这条性质金刚石有哪些主要的用途？2.天然金刚石经过琢磨之后，可以发出璀灿夺目的光彩，利用这条性质金刚石有什么用途？（检查结果）：提问学生（二）石墨（过渡）:金刚石突出的性质是硬度很大，是不是由碳元素组成的单质都很硬呢？下面我们来学习碳的另一种单质-----石墨。
课题1 金刚石、石墨和C60
5、1999年北约曾用“石墨炸弹”，该炸弹 爆炸后释放出大量的纤维状石墨覆盖在发电 厂的设备上，使南联盟的高压输电线路短路， 这是利用了石墨的什么性质？ 利用了石墨的导电性 6、将下列左边物质与右边的用途用线连接起 来。 石墨 冰箱去味剂 炭黑 作电极 金刚石 冶炼金属 焦炭 制油墨 活性炭 作钻头
3、具有导电性 可以用来做电极 4、具有润滑性 可以用来做润滑剂
想一想：如果有一把长期不用而生锈的铁锁， 怎样可以轻易打开？ 把铅笔芯的粉末放到生锈的锁孔里。
5、耐高温 可以制成耐高温材料
金刚石和石墨的比较 金刚石 色态 硬度 熔点 导电性 用途 石墨
无色透明、正八 深灰色、有金属色泽 面形状的固体 细鳞片状固体
第六单元
课题1
碳和碳的氧化物
金刚石、石墨和C60
想一想： 由同种元素组成的纯净物叫做什么? ——单质 同种元素可以组成不同的单质吗? ——可以! 例如: 氧元素组成氧气和臭氧， 磷元素组成红磷和白磷。 碳元素也可以组成不同的单质吗？ 研究表明: 金刚石、石墨和C60都是由碳元素 组成的单质。
一、金刚石
吸附有毒气体
防毒面具活性炭
3、焦炭：
冶炼金属
4、炭黑：
可用于制墨子
C60是一种单质，一个C60分子是由60个碳 原子构成的，相对分子质量为720。形似 足球，性质很稳定。
更新的碳单质：
C70 C240 C540
课堂练习：
1、下列叙述中正确的是( A ) A.金刚石、石墨都是碳的单质 B.碳单质都是黑色固体 C.所有物质中金刚石最硬、石墨最软 D.石墨是优质绝缘材料 2、家用净水器常用活性炭作净水剂，这是因 为活性炭( B ) A.可作催化剂 B.疏松多孔，吸附性强 C.无毒 D.可以吸附水中的不洁物质
《金刚石、石墨和 C60》 讲义
《金刚石、石墨和 C60》讲义一、引言碳是一种非常神奇的元素，它在自然界中以多种形式存在，其中最常见且具有代表性的就是金刚石、石墨和 C60。
这三种物质虽然都是由碳元素组成，但它们的性质和用途却大不相同。
接下来，让我们一起深入了解它们。
二、金刚石1、结构特点金刚石的结构可以用“坚固”来形容。
它是由碳原子以正四面体的形式紧密排列而成，每个碳原子都与另外四个碳原子形成共价键，这种结构使得金刚石具有极高的硬度和稳定性。
2、物理性质金刚石是自然界中最硬的物质，这使得它在工业上有广泛的应用。
它的折射率高，能够折射出璀璨的光芒，因此常被用于珠宝首饰。
此外，金刚石的热导率极高，是良好的热导体。
3、用途（1）工业领域由于其硬度，金刚石常被制成各种切割和磨削工具，如钻头、砂轮等。
在地质勘探和石材加工等行业中发挥着重要作用。
（2）珠宝领域经过精心打磨和切割的金刚石，成为了人们喜爱的珍贵珠宝，象征着永恒和爱情。
三、石墨1、结构特点与金刚石不同，石墨中的碳原子呈层状排列，每一层中的碳原子以六边形的形式连接，层与层之间的结合力较弱，这使得石墨具有良好的导电性和润滑性。
2、物理性质石墨质地柔软，颜色呈灰黑色。
它具有良好的导电性和导热性，同时还具有耐高温的特性。
3、用途（1）铅笔芯石墨质地柔软，容易留下痕迹，因此被用于制作铅笔芯。
（2）电极材料由于其良好的导电性，石墨常被用作电池和电解池的电极材料。
（3）润滑剂层与层之间的弱结合力使得石墨能够在物体表面形成一层润滑膜，减少摩擦，常用于机械润滑。
四、C601、结构特点C60 是一种由 60 个碳原子组成的足球状分子，也被称为“富勒烯”。
这种独特的结构使得 C60 具有一些特殊的性质。
2、物理性质C60 具有一定的导电性和光学性质，在一定条件下可以表现出超导性。
3、用途（1）材料科学在材料领域，C60 被用于研发新型的超导材料、半导体材料等。
（2）生物医药由于其独特的结构和性质，C60 在生物医药领域也有潜在的应用，如药物载体等。
金刚石、石墨、C60知识点
第六单元碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和C601、金刚石：天然最硬的物质2、石墨：天然最软的矿物之一3、C60（足球烯）4、几种无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑5、木炭、活性炭有强吸附性※防毒面具里的滤毒罐※冰箱中的除异味剂※制糖工业的脱色剂二、碳的化学性质1、碳在常温下化学性质不活泼（稳定）。
在高温下，碳的化学活动性增强。
2、碳与氧气的反应现象：木炭剧烈燃烧发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
点燃木炭充分燃烧：C + O2 ==== CO2碳与氧化铜反应点燃木炭不充分燃烧：2C + O2 ==== 2CO实验现象：黑色粉末逐渐变成的红色固体，澄清石灰水变浑浊。
高温化学方程式： C + 2CuO ====2Cu + CO2还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
用途2：冶炼金属（利用还原性）碳和其他氧化物反应高温2Fe2O3+3C====4Fe+3CO2￪高温C和其他氧化物反应C+CO2=====2CO1．下列变化属于化学变化的是（）A．金刚石制成钻石 B．石墨制成金刚石褪色 D．石墨导电C．木炭使NO22．澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4 000个碳原子，直径约6到9nm，在低于－183℃时，泡沫具有永久磁性。
下列叙述正确的是（）A．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同B．“碳纳米泡沫”在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳C．“碳纳米泡沫”是碳单质D．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物3．关于碳的化学性质，叙述不正确的是（）A．温度越高，碳的活泼性越强B．碳具有还原性，炽热的碳能使氧化铜还原成铜C．碳在氧气中充分燃烧放出热量，而不充分燃烧吸收热量D．碳在常温下能长时间保存不变质4．石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、和石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于这四种物质的说法正石墨、C60确的是（）A．都是黑色固体 B．都质软可作润滑剂C．碳原子排列方式都相同 D．在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳5．下列说法中，正确的是（）A．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，都很硬 B．单质碳具有还原性C．用活性炭可除去硬水中的氯化钙杂质 D．木炭燃烧时吸收大量的热↑的反应，说法正确的是（）6．有关C+2CuO2Cu+CO2A．CuO 具有氧化性 B．C发生了还原反应C．反应前后固体质量不变 D．反应前后碳元素的化合价没有改变。
金刚石石墨和c60碳原子排列方式
金刚石石墨和c60碳原子排列方式金刚石、石墨和C60碳原子是具有不同排列方式和结构的碳材料。
下面将分别对这三种碳材料进行介绍。
一、金刚石金刚石是一种由碳原子构成的同质多晶体，也是最硬的自然物质之一。
金刚石的碳原子是通过共价键相连而形成的。
具体而言，每个碳原子与四个周围的碳原子形成四个共价键，形成了一个具有六个面的立方体结构。
这种排列方式使金刚石具有非常高的硬度和稳定性，可以在极高温和压力下存在。
金刚石的晶格结构为面心立方（FCC），意味着每个碳原子周围都有四个相邻的碳原子。
金刚石晶格的稳定性来自于碳原子之间强大的共价键，这种共价键非常紧密，使得金刚石具有极高的硬度和优异的导热性。
二、石墨石墨是一种由碳原子构成的异质大分子结构，是一种非金属的固体材料。
石墨的碳原子按照层状结构排列，形成了六边形网格。
具体而言，每个碳原子仅与三个周围的碳原子形成共价键，呈现出六个边的结构。
石墨的晶格结构为平面六角形（hexagonal），碳原子之间的结合方式是弱的范德华力。
这种弱的结合方式使得石墨在平面方向上具有很高的层间滑动性，因此石墨具有良好的润滑性和导电性。
三、C60碳原子C60碳原子是一种被称为富勒烯的碳化合物，具有球状的分子结构。
C60分子由60个碳原子组成，形成了一个由20个六边形和12个五边形构成的球体，类似于足球的结构。
每个碳原子与三个相邻的碳原子形成共价键，球体中的每个碳原子都与其他五个碳原子相邻。
C60碳原子具有特殊的电子结构和化学性质，是一种非常稳定的分子。
它不仅具有良好的光学和电学性能，还具有很高的抗氧化性和生物相容性，因此在许多领域具有广泛的应用潜力。
总结：金刚石是一种具有立方晶格结构的碳材料，具有极高的硬度和稳定性；石墨是一种具有平面六角形晶格结构的碳材料，具有良好的润滑性和导电性；C60碳原子是一种具有球状结构的碳化合物，具有特殊的电子结构和化学性质。
三者在结构和性质上有着明显的差异，但都展现出了碳原子的独特魅力和广泛应用的潜力。
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结构
决定 性质 决定 用途
碳
单质
新型碳 如：C60
金刚石的用途
天然金刚石
人 造 金 刚 石
疑问
为什么钻石和石墨等商 品会在卖 炭 翁的商店里 面出售呢？
巩固练习 1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。 石墨 冰箱去味剂、防毒面具 炭黑 导电 金刚石 新型催化剂 C60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属 碳元素 组成的 2.金刚石、石墨、 C60都是由_______ 单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异 （例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而 碳原子排列方式 石墨却很软），这是因为它们____________ 不同。
活性 炭 炭黑
焦炭
作燃料和冶炼金属
三、新型碳单质
C60
C60
（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学 化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。
C60，又称“足球烯”。它是美国休斯顿大学的克罗脱
C60除了在材料科学,超导体方面的应用外，在以下几个方面 也具有广泛的应用前景：
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
一、金刚石、石墨 和 C60
碳元素组成的单质
石墨，他 会是我兄 弟？
兄弟俩
钻石
（金刚石）
石墨
金刚石和石墨的比较
金刚石 外 观 无色透明 正八面体 琢磨后有光泽 它是自然界中 最硬的矿物 不导电
（ 物理性质）
石墨 深灰色细鳞片状 有金属光泽 它是自然界中最 软的矿物之一 良 好
3.1999年，美国使用了一种“石墨炸弹”，奇 袭获胜。这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状 石墨，覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路 而停电。请解释这是什么原因。
答：这是因为石墨具有优良的导电性能。
4、在盛有冷水的烧杯中放入少量品红，一段时 间后，烧杯中的水逐渐变成红色，而在盛有热水 的烧杯中则迅速变红，这是因为 温度越高，分子运动速率越快 ；然后又向烧 _____________________________ 杯中放入几块木炭，稍等片刻，发现 吸附 作用, 颜色变浅（或消失） _________________,说明木炭具有______ 疏松多孔 结构。 这是因为木炭具有____________
5、化学知识在生产、生活中有广泛的应用。
（1）时下兴起的环保炭雕工艺品（如图所示为果子狸 炭雕），是以活性炭为原料，采用传统手工雕刻而成。 炭雕工艺品既能装饰居室，又对甲醛等有害气体具有很 强的_______ 吸附 作用，能有效、持续的净化室内空气。
（2）室内有人吸烟后，常会留下难闻的烟味。可以试 着在室内点燃一支蜡烛，不久这种气味就消失了，该气 味消失的原因是_____________
炭 雕
性质：吸附性 结构：疏松多孔
用途：制防毒面具、制糖工业 中的脱色剂
----活性炭
如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气 体的集气瓶里投入几小块烘烤过的 木炭,会出现什么样 的想象,为什么?
二、木炭、活性炭、焦炭、炭黑
结构 木炭 用途 主要是由石墨的微小 作燃料，制造黑火药， 晶体和少量杂质构成 制造活性炭，冶炼金 的，具有疏松多孔的 属，作吸附剂。 结构，具有吸附能力。 净化多种气体ห้องสมุดไป่ตู้液体， 用于防毒面具，作吸 附剂 制造油墨、油漆、鞋 油和颜料等，橡胶制 品的填料
蜡烛不完全燃烧产生的炭，炭具有吸附作用
6、下列现象中属于化学变化的是（ A. 活性炭吸附有色、有毒的气体 B. 铅笔把字迹留在纸上 C. 用金刚石切割玻璃 D. 石墨在空气中燃烧
D
）
7、轻轨电车（如图）是近年来新兴的城市高架交通工 具，具有污染小的优点。当轻轨电车开动时，轻轨电车 上裸露的电刷沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。 选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质：
排列方式 不同； （1）金刚石和石墨：碳原子____________
（2）H2O和H2O 分子结构或分子构成 2:___________________不同； 组成元素 （3）水和二氧化碳：____________________ 不同。
BYEBYE
学完本课 题我知道
晶体结构 金刚石 石 墨 木炭 活性炭 物理性质 用途 晶体结构 物理性质 用途
①有感觉功能的传感器②增强金属的强度③新型的催 化剂④光学应用⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
更新的碳单质：
C70
C240
C540
纳 米 碳 管
接近高科技：人造金刚石
练习： 继发现C60后C70也已经制得,
下列有关C70的说法正确的是( B、D )
A. 它是一种化合物 B. 它是一种单质， 并且它是有C70分子构成的。 C. 它是一种混合物 D. 它的相对分子质量是840
硬 度
导电性
钻石
（金刚石）
钻头
玻璃刀
铅 笔
石 墨 润 滑 剂
坩 埚
金刚石的用途：
刻刀、钻探机钻头、 装饰品
石墨的用途：
做电极、润滑剂、制铅芯
物质的用途是由性质的决定
动动脑：
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单 质，为什么物理性质会有很大的差异 呢
因为：在金刚石和石墨中，碳 原子的排列方式不同。
导电性 （1）_________________ 润滑性 （2）_________________ 耐高温 （3）_________________
8、下列说法正确的是（
C
）
A、自然界有多少种元素就有多少种单质
B、由碳元素组成的单质都很坚硬 C、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同单质 D、金刚石是金属，石墨是非金属 9、根据物质的组成或结构不同，具体填写（1）~（3） 组物质性质不同的原因。