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《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一下它们的奥秘。
二、金刚石1、结构特点金刚石的结构可以说是非常独特和稳定的。
它是由碳原子以正四面体的形式排列而成，每个碳原子都与周围四个碳原子形成共价键，这种紧密的结构使得金刚石具有极高的硬度。
2、物理性质金刚石最大的特点就是硬度极高，是自然界中最硬的物质。
这使得它在工业上有着广泛的应用，比如用于制造切割工具、钻头等。
同时，金刚石还具有良好的导热性和绝缘性。
3、用途（1）工业领域由于其硬度，常用于石材加工、地质勘探等领域的切割和磨削工具。
（2）珠宝领域纯净且色泽好的金刚石经过加工成为璀璨的钻石，用于珠宝首饰，象征着永恒和珍贵。
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，层与层之间的作用力较弱，容易发生相对滑动。
2、物理性质石墨质地柔软，具有良好的导电性和导热性，还具有润滑性。
3、用途（1）铅笔芯利用其质地柔软、容易留下痕迹的特点，制成铅笔芯。
（2）电极材料良好的导电性使其在电池、电解等工业中用作电极材料。
（3）润滑剂层间的滑动性使其可以作为润滑剂，减少机械部件之间的摩擦。
四、C601、结构特点C60 是一种由 60 个碳原子组成的足球状分子，具有独特的笼状结构。
2、物理性质C60 具有一些特殊的物理性质，如在一定条件下可以表现出超导性。
3、用途（1）材料科学在新型材料的研发方面具有潜在的应用价值。
（2）医学领域有可能用于药物输送和疾病诊断等。
五、三者的比较1、结构差异金刚石是正四面体结构，石墨是层状结构，C60 是足球状的笼状结构。
2、物理性质差异硬度方面，金刚石极硬，石墨柔软；导电性上，石墨良好，金刚石绝缘，C60 在特定条件下超导。
3、用途差异根据各自的物理性质，在工业、珠宝、材料科学等不同领域发挥着独特的作用。
课题1 金刚石、石墨和C60知识导航课前引入“钻石恒久远，一颗永流传”。
钻石对得起它昂贵的价格吗？知识精讲金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的不同单质。
由于碳原子的排列方式不同，即结构不同，导致它们的性质尤其是物理性质有很大差异。
一、金刚石1．外观：无色透明、正八面体状晶体（网状结构）2. 光泽：加工后璀璨夺目3. 硬度：天然存在的最硬的物质4. 导电性：不导电5. 导热性：良好6. 用途：装饰品——钻石；切割玻璃、大理石、做钻探机的钻头等。
二、石墨1．外观：深灰色、细鳞片状固体（层状结构）2. 光泽：有金属光泽3. 硬度：质地软，有滑腻感4. 导电性：良好5. 导热性：良好6. 用途：电极、铅笔芯、润滑剂等三、C601. 每个C60分子是由60个碳原子构成的。
2. C60分子形似足球，这种足球结构的C60分子（又叫足球烯）很稳定。
3. C60的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。
总结归纳加工后璀璨夺目有金属光泽四、其他碳单质1. 木炭、焦炭、活性炭、炭黑等均是无定形碳，主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
2. 活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、色素等，具有吸附作用。
3. 焦炭常用于冶炼金属，炭黑用于制造黑色染料、油墨等。
4. 一些新形态的碳单质相继被发现，如碳纳米管、石墨烯等。
注意（1）只含一种元素的物质不一定是单质，也可能是几种单质组成的混合物。
（2）“碳”是元素名称，在书写含碳元素的物质的名称时使用，如二氧化碳；而“炭”表示物质，如“活性炭”。
对点训练题型一：同种元素组成的单质【例1】由同种元素组成的不同单质，可以互为“同素异形体”。
下列属于同素异形体的一组物质是A．氢气与液氢B．水银与银C．干冰与冰D．氧气与臭氧【答案】D【分析】由同种元素组成的不同单质，可以互为“同素异形体”，这里包含两个条件：一是不同的单质；二是由同一种元素组成，即组成元素相同。
金刚石、石墨和C60一、碳的几种单质（金刚石、石墨、C60）1、金刚石（C ）是自然界中最硬的物质，无色透明，正八面体。
可用于制钻石；刻划玻璃、钻探机的钻头（体现了它的硬度大）等。
2、石墨（C ）是最软的矿物之一，深灰色，具有金属光泽，细鳞片状的固体，有优良的导电性，润滑性。
可用于制铅笔芯（体现它深灰色、质软）、干电池的电极（体现了它的导电性）、电车的电刷（体现了它的导电性，滑腻感、常温下化学性质稳定）、做润滑剂（体现它具有滑腻感）等金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。
3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.活性炭、木炭具有强烈的吸附性（因为具有疏松多孔的结构），木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性质4、C60：C60分子由60个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定。
二、.单质碳的化学性质:单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!1、常温下的化学性质比较稳定。
因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。
2、可燃性:完全燃烧(氧气充足),生成CO 2 : C + O 2 CO 2不完全燃烧(氧气不充足),生成CO ：2C + O 22CO 3、还原性：C + 2CuO 2Cu + CO 2↑ （置换反应）现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
C 在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。
CuO 在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。
具有氧化性。
小结：还原剂：夺去氧元素的物质，具有还原性。
得到氧元素，发生氧化反应。
氧化剂：提供氧元素的物质，具有氧化性。
失去氧元素，发生还原反应。
应用：冶金工业：2Fe 2O 3+3C 4Fe+3CO 2↑ C ＋CO 2 2CO 点燃 点燃 高温高温高温课题2 二氧化碳制取的研究考试要求：初步学会在实验室制取和收集二氧化碳等考点一、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：①反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
九年级化学金刚石石墨和C60知识点九年级化学知识点：金刚石、石墨和C60金刚石、石墨和C60，这是在九年级化学课程中经常提到的三个重要的碳元素形式。
它们都是由碳元素构成的，但是它们在结构和性质上却完全不同。
本文将会分别介绍金刚石、石墨和C60的特点和应用，让我们更深入地了解这些化学物质。
1. 金刚石金刚石是自然界中最硬的材料之一，它的硬度在克诺斯硬度等级中为10，是所有材料中最高等级。
金刚石是由碳元素通过共价键连接而成的，每个碳原子与四个相邻碳原子形成四面体结构，并排列成紧密的晶格结构。
由于结构的稳定性和精确性，使得金刚石具有极高的硬度和抗磨损性，因此被广泛应用于切割工具、钻石饰品等领域。
虽然金刚石的硬度很高，但它的热稳定性却很低。
在高温下，金刚石会逐渐转变为石墨相。
这主要是因为金刚石的晶格结构过于紧密，不利于热运动，从而导致结构的不稳定性。
2. 石墨与金刚石相比，石墨的硬度要低得多。
石墨是由均匀相互平行排列的碳层构成，在每一层中碳原子通过共价键连接，而层与层之间的键是相互弱的范德华力。
由于碳层之间的键弱，因此石墨具有很好的层间滑移性，使得石墨具有良好的润滑性和导电性。
石墨还有一个特殊的性质，即热稳定性。
由于石墨中的碳层与层之间的键弱，因此石墨可以抵抗高温下的结构转变，保持稳定。
这也是为什么石墨可以用来制造铅笔芯的原因，因为在摩擦过程中碳层之间会发生剥离和滑移，从而形成细小的黑色颗粒。
除了润滑和导电性方面的应用外，石墨还被广泛应用于电池、气体处理和高温材料等领域。
例如，石墨电极在电池中起着储存和释放电荷的重要作用，而石墨在高温条件下具有良好的耐蚀性和热传导性能，因此可以用来制造高温容器和导热材料。
3. C60富勒烯C60富勒烯是由60个碳原子组成的球状分子，由于它的结构形状类似于足球，因此被称为“碳纳米足球”。
C60富勒烯具有许多独特的物理和化学性质，因此在材料科学和医学领域具有广泛的应用前景。
衔接点17 金刚石、石墨和C60一、碳的单质1．物质的结构决定性质同一种元素可以组成不同的单质，以单质形式存在的碳有金刚石、石墨和60C 等，由于它们的碳原子排列方式不同，即结构不同，它们的性质也存在较大的差异。
由此也可以知道：物质的结构决定其性质。
这三种常见单质的空间排列如图所示。
金刚石的结构 石墨的结构 60C 的结构2．金刚石、石墨和C 60的比较3．无定形碳无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。
常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
极细的黑色粉末4．碳的单质相关概念辨析（1）由同种元素组成的不同单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷等，其物理性质不同，但化学性质基本相同。
（2）同种元素组成的不同单质间可以相互转化，如石墨在一定条件下能转化为金刚石，这一转化过程中产生了新物质，属于化学变化，而不是物理变化。
（3）木炭和活性炭的吸附性是物理性质，所以木炭、活性炭对其他物质的脱色过程是物理变化。
（4）“碳”和“炭”的区别：“碳”是元素名称，是核电荷数为6的一类原子的总称，并不具体指某种物质。
如碳元素、碳单质、二氧化碳等使用“碳”。
“炭”只在木炭、活性炭、炭黑、焦炭等无定形碳的物质名称中使用。
例1. 金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是A. 原子种类不同B. 原子大小不同C. 原子排列方式不同D. 原子数目不同【答案】C【解析】物质的结构决定物质的性质，不同的物质结构不同，性质不同。
例2．下列有关元素、微粒以及物质的描述正确的是（）A．金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的结构不同、但性质相同的单质B．“富硒大米”中的硒指的是元素C．电解水可以制取氢气，说明水中含有氢气D．O2、Na+质子数和电子数都不同【答案】B【解析】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但它们的碳原子的排列方式不同，性质不同，错误；B、“富硒大米”中的硒指的是元素，正确；C、电解水可以制取氢气，说明水中含有氢元素，错误；D、O2、Na+质子数不同，电子数相同，错误。
