碳的單質(zhì)九年級化學(xué)課件

1、幾種常見的碳單質(zhì)幾種常見的碳單質(zhì)碳碳 在100多種元素中，碳是一種神奇的元素。它不僅構(gòu)成了一個數(shù)以千萬的龐大的有機化合物家族，還可以和金屬元素或非金屬元素形成多種化合物。碳的單質(zhì)也有很多重要用途。璀璨的金剛石不僅是名貴的寶石，而且由于它的硬度在現(xiàn)有固體材料中最高，所以在鉆探和磨沙等技術(shù)中已獲得應(yīng)用，它的透明性使它可以有效地傳遞光學(xué)信號。因此，微電子學(xué)家選中了金剛石作為本世紀(jì)制造大規(guī)模集成電路的基本材料就不足為怪了！問題在于天然金剛石的價格是如此的昂貴，比現(xiàn)在制造大規(guī)模集成電路用的基本材料單晶硅要高出數(shù)十萬倍，真是可望而不可及??！ 好，那么我們現(xiàn)在就一起進入碳這個神奇的世界。 1、玻璃刀刻劃玻璃

2、。2.觀察鉛筆芯和從干電池中取下的石墨電極的顏色。削下一些鉛筆芯粉末，用手指摸一下，感覺怎樣？將鉛筆芯在酒精燈火焰上加熱，觀察有無變化？3.按圖5-3，將一根鉛筆芯或石墨電極連接在電路中，接通電源后，觀察燈泡是否發(fā)亮？金剛石觀察媽媽的寶石戒指和鉛筆芯填寫下表物質(zhì)金剛石石墨物理性質(zhì)色態(tài)硬度熔點導(dǎo)電性用途深灰色有金屬而不透明的鱗片固體無色透明、正八面體狀的固體最硬最軟的礦物之一有滑膩感 很高很高無 良好裝飾品鉆探機鉆頭刻刀 鉛筆芯電極高溫潤滑劑 3、學(xué)生演示自制凈水器中活性炭的吸附性能。請同學(xué)們1、NO2的顏色，將木炭投入到NO2中一會兒，顏色有何變化？2、將紅墨水倒入到你自制的凈水器中一會兒，顏

3、色有何變化？1、金剛石為什么比石墨堅硬？三、討論金剛石、石墨物理性質(zhì)差異很大，其本質(zhì)是構(gòu)成它們的碳原子的排列結(jié)構(gòu)方式不相同。2、比較金剛石、石墨、木炭的結(jié)構(gòu)差異，說明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。金剛石、石墨和木炭的物理性質(zhì)差異很大，其本質(zhì)是構(gòu)成它們的碳原子的排列結(jié)構(gòu)方式不相同。1、和的區(qū)別2、，如碳元素可形成金剛石、石墨、木炭等幾種單質(zhì)；3、，具有疏松多孔的物質(zhì)就具有吸附性，物質(zhì)的管道孔隙越多，表面積越大，吸附性就越強1、下列說法正確的是（ )A一種元素只能組成一種單質(zhì)同種元素組成的物質(zhì)叫單質(zhì)吸附作用是木炭的化學(xué)性質(zhì)金剛石和石墨具有不同的物理性質(zhì)3、金剛石、石墨和木炭都是碳的單質(zhì)，聯(lián)系前

4、面的知識，再舉出2個不同元素可以組成不同物質(zhì)的例子。2、石墨炸彈爆炸時能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量的石墨纖維，造成輸電線、電廠設(shè)備損壞，這是由于石墨（ ）A 有放射性 B 易燃、易爆 C 能導(dǎo)電 D 有劇毒1.碳纖碳纖維 碳纖維是一種纖維狀碳材料，它是將有機纖維跟塑料樹脂結(jié)合在一起，放在惰性氣氛中，在一定壓強下強熱、碳化而成的。 碳纖維是一種強度比鋼大，密度比鋁還小，比不銹鋼還耐腐蝕，比耐熱鋼還耐高溫，又能如銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料，可以代替鋁合金來制造飛機。制成的飛機，不僅輕巧，而且消耗動力少、推力大、噪音小。用碳纖維制電子計算機

5、的磁盤，能提高計算機的儲存量和運算速度。用碳纖維增強塑料來制造衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機械強度高，質(zhì)量小，可節(jié)省大量的燃料。1999年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭中，北約使用石墨炸彈破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng)，其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍專區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路。 總之，用碳纖維或碳纖維增強的塑料、玻璃、陶瓷和金屬等材料來代替鋼材和合金等，在化工、機電、造船，特別是飛機制造、宇航器材等部門中有廣泛的應(yīng)用。近年來，科學(xué)家已經(jīng)分離或合成出另一類很特殊的碳的單質(zhì)球烯烴，如C60、C28、C32、C50、C70、C76、C84、C90、C94、C240等，它們都具有很特別的性質(zhì)。C60和

6、它的同系物的發(fā)現(xiàn)，為人們展現(xiàn)了碳世界中的另一奇觀。 除金剛石、石墨外，近年來，科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了一些以新的單質(zhì)形態(tài)存在的碳，其中比較重要的是1985年發(fā)現(xiàn)的C60。C60是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子，形似足球。目前，人們對C60的研究已經(jīng)取得了很大的進展，將C60應(yīng)用于超導(dǎo)體、材料科學(xué)等領(lǐng)域的探索正在不斷地深入。我國在這方面的研究也取得了重大的成果，如北京大學(xué)和中國科學(xué)院物理所合作，已成功地研制出了金屬摻雜C60的超導(dǎo)體。可以說，C60的發(fā)現(xiàn)，對于碳化學(xué)甚至整個化學(xué)領(lǐng)域的研究具有非常重要的意義。什么是人造金剛石什么是人造金剛石 鉆石由金剛石加工琢磨而成，是珠寶中的貴族，它通明剔透，散發(fā)著清冷高

7、貴的光輝，頗有“出淤泥而不染”的氣質(zhì)。天然金剛石的形成和發(fā)現(xiàn)極為不易，它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下歷經(jīng)億萬年的“苦修”轉(zhuǎn)化而成的，由于地殼的運動，它們從地球的深處來到地表，蘊藏在金伯利巖中，從而被人類發(fā)現(xiàn)和開采。 金剛石不僅可以加工成價值連城的珠寶，在工業(yè)中也大有可為。它硬度高、耐磨性好，可廣泛用于切削、磨削、鉆探；由于導(dǎo)熱率高、電絕緣性好，可作為半導(dǎo)體裝置的散熱板；它有優(yōu)良的透光性和耐腐蝕性，在電子工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。18世紀(jì)末，人們發(fā)現(xiàn)身價高貴的金剛石竟然是碳的一種同素異形體，從此，制備人造金剛石就成為了許多科學(xué)家的光榮與夢想。 一個世紀(jì)以后，石墨 碳的另一種單質(zhì)形式被發(fā)現(xiàn)了，人

8、們便嘗試模擬自然過程，讓石墨在超高溫高壓的環(huán)境下轉(zhuǎn)變成金剛石。為了縮短反應(yīng)時間，需要2 000 高溫和5.5萬個大氣壓的特殊條件。 1955年，美國通用電氣公司專門制造了高溫高壓靜電設(shè)備，得到世界上第一批工業(yè)用人造金剛石小晶體，從而開創(chuàng)了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)人造金剛石磨料的先河，現(xiàn)在他們的年產(chǎn)量在20噸左右；不久，杜邦公司發(fā)明了爆炸法，利用瞬時爆炸產(chǎn)生的高壓和急劇升溫，也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。 金剛石薄膜的性能稍遜于金剛石顆粒，在密度和硬度上都要低一些。即便如此，它的耐磨性也是數(shù)一數(shù)二，僅5微米厚的薄膜，壽命也比硬質(zhì)合金鋼長10倍以上。我們知道，唱片的唱針在微小的接觸面上要經(jīng)受極大的壓力，同時要求極長的耐磨壽命，只要在針尖上沉積上一層金剛石薄膜，它就可以輕松上陣了。如果在塑料、玻璃的外面用金剛石薄膜做耐磨涂層，可以大大擴展其用途，開發(fā)性能優(yōu)越又經(jīng)濟的產(chǎn)品。 更重要的是，薄膜的出現(xiàn)使金石的應(yīng)用突破了只能作為切削工具的