课题1 金刚石、石墨和C60(物理性质)
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金刚石化学成分:C。
常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。
颜色:常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色,无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量,玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。
透明度:无色及浅色金刚石均成透明状,在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上,深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状,当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。
硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。
金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
密度:金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关,无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3,当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。
导电性:绝大多数金刚石是电介质,电阻率:5×104Ω.cm,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体,比电阻>1016Ω.cm,I型(H b)金刚石为P型半导体,比电阻10~103Ω.cm,温度上升到600℃或下降到-150℃时,电阻提高。
刚度、强度:金刚石具有极大的弹性模量,是自然界最高的磨削材料,弹性模量达90000kg/mm。
摩擦系数小,有极高的抗磨能力,因此在金刚石选矿中利用这一特性,采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。
但金刚石极脆,不能承受正向的外力撞击。
熔点:金刚石熔点达4000℃,在空气中燃烧温度为850~1000℃,在纯氧中720~800℃燃烧,金刚石发出浅蓝色火焰,并转化成二氧化碳。
化学稳定性:化学性质非常稳定,在酸、碱中均不分解,在熔融的硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠中溶解用途:金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。
碳单质有定型碳和无定型碳两类。
金刚石、石墨是重要的定型碳.1.利用金刚石硬度大、耐高温可做钻探机的钻头;利用硬度大,可做玻璃刀;由于金刚石对光有优异的折射作用,可做装饰品。
课题1 金刚石、石墨和C60知识梳理(1)同一种元素可以组成不同的单质金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列方式不同,因此它们的_________有很大差异。
(2)金刚石、石墨和C60的物理性质和用途金刚石石墨C60物理性质外观无色透明正八面体形状的固体深灰色细鳞片状固体形似足球,这种足球状的碳分子很稳定光泽加工雕琢后有夺目光泽有金属光泽硬度最硬(天然存在)很软导电性不导电优良的导电性用途刻刀、钻石、钻头铅笔芯、电极、润滑剂制备新材料、制作新器件等(3)木炭、活性炭的吸附性木炭、活性炭、炭黑、焦炭等物质都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
由于木炭和活性炭都具有疏松多孔的结构,因此它们都具有较强的_________能力,可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。
据此,木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。
(4)物质的结构、性质、用途之间的关系物质的结构决定性质,性质决定用途。
其关系可简单表示为:物质的组成结构物质的性质物质的用途答案:(1)物理性质(3)吸附(1)稳定性常温下,碳受日光照射或跟空气、水分接触,都________发生变化。
但是随着温度的升高,碳的活动性大大增强,在高温下,碳能够跟很多物质起反应。
(2)可燃性氧气充足时:C+O2点燃CO2氧气不足时:2C+O2点燃2CO,用煤生炉子,燃烧不旺时就会发生这一反应。
(3)还原性a.与非金属氧化物反应,如:C+CO2高温2CO,煤炉中经常发生这一反应。
b.与金属氧化物反应,如与氧化铜、氧化铁、氧化铝等的反应。
木炭还原氧化铜的反应原理:C+2CuO 高温2Cu+CO2↑现象:黑色粉末变成________固体,放出的气体能_________。
装置:用高锰酸钾制氧气的装置c.碳的还原性的应用:单质碳的还原性可用于冶金工业,例如用焦炭炼铁。
答案:(1)不容易(3)红色使澄清石灰水变浑浊含氧化合物里的氧________叫做还原反应。
课题1金刚石、石墨和C60教案一、教学内容本节课我们将探讨《化学》教材第2单元“碳的世界”中的第1章“金刚石、石墨和C60”。
具体内容包括:金刚石和石墨的结构与性质;C60分子的发现及其结构特点;碳的同素异形体概念;以及金刚石、石墨和C60在实际应用中的区别与联系。
二、教学目标1. 了解金刚石、石墨和C60的结构特点及其物理性质。
2. 掌握碳的同素异形体概念,并能运用该概念分析金刚石、石墨和C60的共性与特性。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
三、教学难点与重点难点:金刚石、石墨和C60的结构特点及其物理性质的区别。
重点:碳的同素异形体概念及其在实际应用中的体现。
四、教具与学具准备1. 教具:金刚石、石墨和C60的模型,PPT展示课件。
2. 学具:实验器材(放大镜、导电实验装置等),实验手册。
五、教学过程1. 导入:展示金刚石、石墨和C60的实物图片,引导学生思考它们的区别与联系。
2. 知识讲解:(1)金刚石和石墨的结构与性质(2)C60分子的发现及其结构特点(3)碳的同素异形体概念3. 实践情景引入:分组讨论,每组探讨一种碳的同素异形体在实际生活中的应用。
4. 例题讲解:讲解一道关于金刚石、石墨和C60的选择题,引导学生运用所学知识解决问题。
5. 随堂练习:布置一道关于碳的同素异形体的填空题,检查学生对课堂内容的掌握。
6. 实验演示:展示金刚石、石墨和C60的导电性能实验,引导学生观察并分析实验结果。
六、板书设计1. 金刚石、石墨和C60的结构与性质2. 碳的同素异形体概念3. 实验现象及分析七、作业设计1. 作业题目:(1)简述金刚石、石墨和C60的结构特点。
(2)举例说明碳的同素异形体在实际应用中的区别与联系。
(3)分析金刚石、石墨和C60的导电性能实验结果。
2. 答案:(1)金刚石:正八面体结构,硬度大,导电性差;石墨:层状结构,导电性好,硬度较低;C60:足球烯结构,导电性能介于金刚石和石墨之间。