金剛石和石墨

金剛石和石墨第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)同學(xué)們須掌握以下內(nèi)容：1、了解金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途2、了解C60分子的結(jié)構(gòu)特點3、知道不同元素可組成不同物質(zhì)，同一元素也可組成不同的物質(zhì)4、知道木炭、活性炭吸附作用第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五

不同的元素可以組成不同的物質(zhì)，那么同種元素能不能組成不同的物質(zhì)呢？

金剛石石墨粉足球烯舉例：氧氣和臭氧第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五

金剛石、石墨和C60都是有碳元素組成的單質(zhì)。通過以上信息你能得出什么結(jié)論？看一看第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五試一試描述金剛石的有關(guān)物理性質(zhì)。金剛石的結(jié)構(gòu)第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五一.碳的單質(zhì)1.金剛石（1）晶體結(jié)構(gòu)：正八面體形狀固體，C原子排列成空間網(wǎng)狀正八面體結(jié)構(gòu)無色透明、正八面體形狀的固體，加工后有奪目光澤經(jīng)仔細(xì)琢磨后，成為裝飾品——鉆石。自然界中存在的最硬物質(zhì)劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層。（2）性質(zhì)（3）用途第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五摩氏硬度計：由德國礦物學(xué)家摩斯（1773-1839）在1822年提出而得名，它是是由10種常見的礦物組成，按其本身硬度依次（從小到大）排列：（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）螢石（5）磷灰石（6）長石（7）石英（8）黃玉（9）剛玉（10）金剛石使用方法：鑒定時在未知礦物上選一平面，用上列已知礦物的一種加以刻畫，如果在未知礦物上留下刻痕,表明已知硬度比未知礦物高，反之。相關(guān)鏈接第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五看一看是什么？鉛筆里含鉛（Pb）嗎?鉛筆是石墨和粘土混合而成的。第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五

1564年，一陣狂風(fēng)吹倒了英國坎伯蘭郡波羅谷附近的一棵大樹，樹根蟠結(jié)處露出了一大堆墨色的礦物質(zhì)—石墨。當(dāng)?shù)氐哪裂蛉税l(fā)現(xiàn)了石墨的一項用途—在羊身上畫記號。不久，有眼光的城里人把石墨礦石切成細(xì)條在倫敦市場上出售，店主和商人都用它給貨物作記號，所以叫作“打印石”。這種“原始的鉛筆”畫出的印痕粗黑清晰。

不過，石墨易碎。1761年，德國化學(xué)家法貝爾從卡斯塔斯?fàn)柮旱V采集了一些石墨礦石，將其研磨成粉末，用水沖洗去雜質(zhì)，獲得了純凈的石墨粉，經(jīng)過種種試驗后，法貝爾終于發(fā)現(xiàn)，在石墨中摻入硫磺、銻和樹脂，加熱凝固后壓制成的一根根“鉛筆”，硬度合適，書寫流暢，也不容易弄臟手，在這種鉛筆外面裹上紙卷后，就可以拿到商店出售了。

1789年，法國大革命爆發(fā)了，英國和德國對法國進行了封鎖，沒有了鉛筆來源，法國化學(xué)家兼發(fā)明家孔特奉命在法國盡可能采集石墨制造鉛筆，但法國的石墨質(zhì)量差產(chǎn)量也不多，孔特費盡心思，終于在石墨中摻入一些粘土試驗，一試效果出人意料的好，這種混合物變成了世界上最好的畫筆，在石墨中加入不同性能的粘土，便可得到“硬鉛”與“軟鉛”。

孔特的鉛筆和法貝爾的鉛筆，都只有一根細(xì)條，很容易折斷。1812年，美國馬薩諸塞州的一位木匠兼修補匠威廉·門羅，讓鉛筆穿上木頭“外衣”。門羅在土場內(nèi)裝置機械制造長5—18厘米的標(biāo)準(zhǔn)化木條，細(xì)木條中間用機器挖出一條剛好適合鉛筆芯的凹槽，然后將兩片同樣開有凹槽的細(xì)木條中間嵌入一根石墨條，合起來用膠水粘緊。于是，第一支現(xiàn)代鉛筆產(chǎn)生了。這支長18厘米的標(biāo)準(zhǔn)鉛筆可以畫55千米的線條，至少可以寫45000字，而且是削了17次還剩下5厘米長的筆頭。

在門羅鉛筆誕生100年以后，有人認(rèn)為它浪費木材，其結(jié)果導(dǎo)致了日本人早川德次在1915年發(fā)明了一種能夠把鉛筆芯反復(fù)推出的鉛筆，它就是如今廣泛使用的活動鉛筆的原型?，F(xiàn)在多達(dá)300多種的鉛筆世界令人眼花繚亂。

小知識第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2.石墨——平凡多能的碳單質(zhì)石墨的結(jié)構(gòu)模型工業(yè)石墨石墨（1）晶體結(jié)構(gòu)：細(xì)鱗片狀固體，碳原子呈層狀排列第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五（2）性質(zhì)（3）用途深灰色、略有金屬光澤。不透明的細(xì)磷片狀固體；很軟鉛筆芯良好的導(dǎo)電性電極滑膩潤滑劑石墨具有良好的導(dǎo)電性第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五

石墨炸彈又名軟炸彈，俗稱“電力殺手”，因其不以殺傷敵方兵員為目的而得名。又因其對供電系統(tǒng)的強大破壞力而被稱為斷電炸彈。主要攻擊對象是城市的電力輸配系統(tǒng)，并將其癱瘓。

石墨炸彈是選用經(jīng)過特殊處理的純碳（碳化學(xué)式C相對原子質(zhì)量12.01原子序數(shù)6為非金屬第2周期）（石墨）纖維絲制成，每根石墨纖維絲的直徑相當(dāng)小，僅有幾千分之一厘米，因此，可在高空中長時間漂浮。由于石墨纖維絲經(jīng)過流體能量研磨加工制成，且又經(jīng)過化學(xué)清洗，因此，極大地提高了石墨纖維絲的傳導(dǎo)性能。石墨纖維絲沒有粘性，卻能附在一切物體表面。什么是石墨炸彈知識拓展第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五海灣戰(zhàn)爭時，石墨炸彈在“沙漠風(fēng)暴”行動中首次登場。當(dāng)時，美國海軍發(fā)射艦載戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈，向伊拉克投擲石墨炸彈，攻擊其供電設(shè)施，使伊拉克全國供電系統(tǒng)85%癱瘓。

在以美國為首的北約對南斯拉夫的空襲中，美國空軍使用的石墨炸彈型號為BLU-114/B，由F-ll7A隱形戰(zhàn)斗機于1999年5月2日首次對南電網(wǎng)進行攻擊，造成南斯拉夫全國70%的地區(qū)斷電。

而使用成本低廉的非制導(dǎo)的運載工具投放，則會出現(xiàn)百余米的攻擊誤差。據(jù)報道，南斯拉夫老大媽抱怨北約飛機給她的花園蒙上一層討厭而昂貴的石墨纖維“地膜”，就是由于這個原因造成的。

石墨第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五木炭文物優(yōu)質(zhì)木炭天然木材燒制木炭焦炭炭黑生活中常接觸到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑都屬于石墨微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的。木炭文物優(yōu)質(zhì)木炭天然木材燒制木炭焦炭炭黑第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五活性炭具有吸附能力裝有活性炭的防毒面具第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五木炭活性炭木炭、活性炭木炭，活性炭主要由______構(gòu)成，具有________的結(jié)構(gòu)，因此它具有_____能力，可用于___________。石墨疏松多孔吸附吸附除雜例如：活性炭用于制造防毒面具，白糖脫色，冰箱除異味等。一、石墨二、結(jié)構(gòu)三、物理性質(zhì)和用途四、木炭和活性炭第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五金剛石石墨外觀光澤硬度導(dǎo)電性用途比較金剛石和石墨的性質(zhì)和用途鉆石王冠工業(yè)石墨無色透明正八面體狀晶體深灰色鱗片狀固體加工琢磨后有奪目光澤略有金屬光澤自然界最硬物質(zhì)最軟礦物質(zhì)之一無良好電極、鉛筆芯、潤滑劑等鉆頭、切刀、刻刀、裝飾品等第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五從以上的比較中看看他們的性質(zhì)與用途有什么樣的關(guān)系？提問？性質(zhì)用途決定結(jié)構(gòu)決定4.第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五第3種碳單質(zhì)：C60第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五由60個碳原子構(gòu)成的一個分子，結(jié)構(gòu)類似足球，又名足球烯。良好的超導(dǎo)體，使超導(dǎo)體的溫度為12.8K?，F(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)了C28、C32、C50、C240C540等碳單質(zhì)第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五C60分子C60分子是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子，它形似足球，是一種很穩(wěn)定的分子，主要應(yīng)用于材料科學(xué)，超導(dǎo)體等方面。C60分子結(jié)構(gòu)及用途：籠形結(jié)構(gòu)第二