金刚石-完整版PPT课件.ppt

1、课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60C60天然金刚石正八面体加工后的金刚石 晶莹剔透 优雅生辉 美轮美奂 晶光闪耀 绚丽夺目 优雅精致 熠熠生辉 经典永恒 华彩犹如漫天星星 恒久璀璨 ，只为衬托如月亮般的女人 男戒名为“恺撒徽章”，钻石重10.22克拉，售价1200万元；女戒“唯美之星”钻石重10.00克拉，售价为818万元。两颗钻石均产自南非。国内最大最贵的情侣钻戒非洲之星钻石为天然钻石库利南加工而成。“库利南”（Cullinan）：1905年1月21日发现于南非普列米尔矿山。它纯净透明，带有淡蓝色调，是最佳品级的宝石金刚石，重量为3106克拉。一直到现在，它还是世界上发现的最

2、大的宝石金刚石。 重530.02克拉 于于金刚石金刚石玻璃刀：玻璃刀：裁玻璃裁玻璃金刚石的用途和性质金刚石的用途和性质金刚石地质金刚石地质钻头：钻凿钻头：钻凿岩层岩层纯净的金刚石晶纯净的金刚石晶体是无色透明有体是无色透明有强折光性的正八强折光性的正八面体固体面体固体天然存在的最硬天然存在的最硬的矿物的矿物铅笔芯由什么铅笔芯由什么做的呢？做的呢？于于深灰色，有金属光深灰色，有金属光泽，细鳞片状不透泽，细鳞片状不透明固体。明固体。铅笔芯：石墨混和少铅笔芯：石墨混和少量黏土量黏土天然存在的最软的矿物天然存在的最软的矿物写字、制图写字、制图考试专用考试专用素描素描石墨铅笔共有石墨铅笔共有6H-6B11

3、6H-6B11个等级。个等级。H H代表代表HardHard，坚硬的；，坚硬的；B B代表代表BlackBlack，黑的。，黑的。B B前面的数字越大，表示含的石前面的数字越大，表示含的石墨量越多，颜色越深，越软墨量越多，颜色越深，越软H H前面的数字越大，表示含的石墨前面的数字越大，表示含的石墨量越少，颜色越浅，越硬量越少，颜色越浅，越硬你知道吗？你知道吗？在古希腊，人们曾用铅条来写字。因为铅很软，能在纸上划出清晰在古希腊，人们曾用铅条来写字。因为铅很软，能在纸上划出清晰的痕迹。人们把铅条当笔用，所以就有了的痕迹。人们把铅条当笔用，所以就有了“铅笔铅笔”这个名字。但铅这个名字。但铅不仅重且有

4、毒，后来不仅重且有毒，后来1616世纪时在英格兰的一个叫巴罗代尔的地方，世纪时在英格兰的一个叫巴罗代尔的地方，牧羊人发现了一种黑色的矿物可以在羊身上画上记号，而且画下的牧羊人发现了一种黑色的矿物可以在羊身上画上记号，而且画下的痕迹比铅的痕迹要黑得多所以就不再使用铅来做铅笔了，但痕迹比铅的痕迹要黑得多所以就不再使用铅来做铅笔了，但“铅笔铅笔”的称呼沿用下来。你知道这种黑色的矿物是什么吗？的称呼沿用下来。你知道这种黑色的矿物是什么吗？我的来历不一般呢。纯净的铅是银白色的纯净的铅是银白色的铅笔中含有铅吗？铅笔中含有铅吗？石墨有润滑性石墨有润滑性动手做一做：这种称之为石墨的物质有着什么样的动手做一做：

5、这种称之为石墨的物质有着什么样的物理性质？物理性质？把一只把一只2B和和6B的铅笔芯分别和导线连接在一起（如图所的铅笔芯分别和导线连接在一起（如图所示），接通电源。示），接通电源。你发现了什么？连哪你发现了什么？连哪一支铅笔的灯泡更亮一支铅笔的灯泡更亮呢？呢？结论：石墨具有导电性，结论：石墨具有导电性，含有石墨成分越多，导电含有石墨成分越多，导电能力越强。能力越强。电解电解质质+- -碳碳棒棒负负极极石墨的导电性石墨的导电性石墨：导电性、润滑性石墨：导电性、润滑性石墨炸弹俗称石墨炸弹俗称“电力杀手电力杀手”，是现代战争中一种非常有，是现代战争中一种非常有奇效的新式武器。奇效的新式武器。 199

6、9年年 以美国为首的北约对南联盟近以美国为首的北约对南联盟近80多天的狂多天的狂轰滥炸中，就使用了有高科技特色的新式武器轰滥炸中，就使用了有高科技特色的新式武器石墨炸弹，破坏了南斯拉夫的石墨炸弹，破坏了南斯拉夫的80%供电系统，给南供电系统，给南斯拉夫造成了巨大破坏。斯拉夫造成了巨大破坏。思考：思考： 金刚石和石墨的主要金刚石和石墨的主要成分是什么呢？成分是什么呢？金刚石成分的鉴定金刚石成分的鉴定研究表明：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。研究表明：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。同一元素可以组成不同的单质同一元素可以组成不同的单质! ! 为什么都是由碳元素构成的单质,它们的性质却有着巨

7、大的差异呢？让我们从结构的视角来认识它们。问题探究问题探究 金刚石中金刚石中C原子的排列原子的排列碳原子呈平面层状结构碳原子呈平面层状结构,层与层层与层之间作用力小，所以质软有滑之间作用力小，所以质软有滑感。感。碳原子在空间构成连续的，网碳原子在空间构成连续的，网状的结构，所以坚硬。状的结构，所以坚硬。石墨中石墨中C原子的排列原子的排列金刚石的结构石墨的结构金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是：金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是：碳原子排列方式不同。碳原子排列方式不同。 物质的性质物质的用途决定体现物质的结构决定体现用石墨造金刚石 提起钻石，人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景，提起钻石，

8、人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景，它随着拥有者的活动而光芒四射。但因它的昂贵价格，大多数它随着拥有者的活动而光芒四射。但因它的昂贵价格，大多数人只能望而却步。尽管如此，人们对钻石还是很向往的。天然人只能望而却步。尽管如此，人们对钻石还是很向往的。天然的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓“钻石钻石”。天然的钻。天然的钻石是非常稀少的，世界上重量大于石是非常稀少的，世界上重量大于10001000克拉的钻石只有粒，克拉的钻石只有粒，我国迄今为止发现的最大的金刚石重我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786158.786克拉，这就是克拉，这就是“常常林钻石

9、林钻石”。正所谓物以稀为贵，我们现在已经知道金刚石和石。正所谓物以稀为贵，我们现在已经知道金刚石和石墨的组成成分都为碳元素，如果你是科学家，你会做怎样的尝墨的组成成分都为碳元素，如果你是科学家，你会做怎样的尝试呢？试呢？第三种碳单质第三种碳单质C60由由60个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足球个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足球烯。烯。C60为紫红色、有金属光泽的固体，对癌细胞有杀伤为紫红色、有金属光泽的固体，对癌细胞有杀伤能力，在超导体和新材料方面有广阔的应用前景。能力，在超导体和新材料方面有广阔的应用前景。1996年年10月月7日，瑞典皇家科学院决定日，瑞典皇家科学院决

10、定把把1996年诺贝尔化学奖授予年诺贝尔化学奖授予Robert FCurl，Jr(美国美国)、Harold WKroto(英国英国)和和Richard ESmalley(美国美国)，以表彰他，以表彰他们发现们发现C60。 纳米碳管：由碳纳米碳管：由碳60分子经加工形成的一种直径分子经加工形成的一种直径只有几纳米的微型管碳纳米管具有许多特殊力只有几纳米的微型管碳纳米管具有许多特殊力学、电学和化学性能。在辅助科学实验、制造学、电学和化学性能。在辅助科学实验、制造复合材料等方面应用广泛复合材料等方面应用广泛 近年来，我国科学家合成出世界上最长的碳纳米管， 石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面

11、材料，是一种“超级材料”，是最薄却也是最坚硬的纳米材料，其厚度只有0.335纳米，重量几乎为零。导电性最强，硬度超过钻石，。石墨烯的应用范围很广，从电子产品到防弹衣和航天军工，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料 2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。海姆认为，获得诺贝尔奖的有两种人：一种是获奖后就停止了研究，至此终老一生再无成果；一种是生怕别人认为他是偶然获奖的，因此在工作上倍加努力。“我愿意成为第二种人，当然我会像平常一样

12、走进办公室，继续努力工作，继续平常生活。” 美国机械工程师杰弗雷基萨教授用一种形象的方法解释了石墨烯的强度：如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，然后试图用一支铅笔戳穿它，那么需要一头重达2吨的象站在铅笔上，才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。自制简易净水器自制简易净水器滤去水中的杂质滤去水中的杂质以及除掉臭味以及除掉臭味无定形碳：由石墨的微小晶体和杂质构无定形碳：由石墨的微小晶体和杂质构成成 木炭 活性炭炭黑炭黑 焦炭实验探究实验探究木炭对有色液体的吸附木炭对有色液体的吸附结论：木炭具有吸附性结论：木炭具有吸附性决定决定具有疏松多孔的结构具有疏松多孔的结构为什么会有为什么

13、会有吸附性呢？吸附性呢？物理变化，没有新物理变化，没有新物质的生成物质的生成显微镜下看到的木炭的结构显微镜下看到的木炭的结构 现在你看到了木现在你看到了木炭的结构，明白木炭的结构，明白木炭为什么能吸附颜炭为什么能吸附颜色和异味了吗？色和异味了吗？“疏松多孔疏松多孔”是什么样的呢？是什么样的呢？活性炭活性炭防毒面具防毒面具滤毒罐滤毒罐辅助辅助材料材料活性炭的吸附活性炭的吸附作用比木炭还作用比木炭还要强，防毒面要强，防毒面具里的滤毒罐具里的滤毒罐就是利用活性就是利用活性炭来吸附毒气炭来吸附毒气的。的。 无定形碳的用途无定形碳的用途 木炭木炭吸附食品和工业吸附食品和工业用品的色素用品的色素木炭含有丰

14、富的矿物木炭含有丰富的矿物质，例如钙和钾等，质，例如钙和钾等，用木炭过滤水能让水用木炭过滤水能让水变得更好喝。变得更好喝。煮饭时放一些木炭，能让煮饭时放一些木炭，能让米饭会更好吃。米饭会更好吃。 洗发液和洗发液和肥皂里加入一些木炭的成肥皂里加入一些木炭的成份，能够增加洗净力，保份，能够增加洗净力，保持头发和皮肤的湿润。持头发和皮肤的湿润。取暖、烧烤取暖、烧烤无定形碳的用途无定形碳的用途活性炭活性炭 吸附能力比木吸附能力比木炭强炭强吸附毒气。用吸附毒气。用于防毒面具中。于防毒面具中。脱色制白糖脱色制白糖吸附有异味的物质。吸附有异味的物质。可除掉冰箱里，鞋可除掉冰箱里，鞋子里的异味。子里的异味。无

15、定形碳的用途无定形碳的用途炭黑炭黑油墨油墨增加耐磨性增加耐磨性颜料颜料油漆油漆无定形碳的用途无定形碳的用途焦炭焦炭冶炼金属冶炼金属小试牛刀小试牛刀 自然界里存在的碳单质有自然界里存在的碳单质有_和和_。在天。在天 然物质里硬度最大的是然物质里硬度最大的是_，它可以做，它可以做_等等, , _ _是最软的矿物之一，可用于制作是最软的矿物之一，可用于制作_等等. . 2 2、铅笔芯的主要成分是：、铅笔芯的主要成分是： A A：铅：铅 B B：炭黑：炭黑 C C：石墨：石墨 D D：木炭：木炭 3 3、下列物质中，硬度最大的是：、下列物质中，硬度最大的是： A A：金刚石：金刚石 B B：钢：钢 C

16、 C：石墨：石墨 D D：木：木炭炭金刚石金刚石石墨石墨C CA A4、糖厂用来除糖浆中色素的物质是：、糖厂用来除糖浆中色素的物质是： A：石墨：石墨 B：金刚石：金刚石 C：活性炭：活性炭 D：炭黑：炭黑5、活性炭可以用来除去冰箱中的异味，这是利用了活、活性炭可以用来除去冰箱中的异味，这是利用了活性炭的：性炭的： A：可燃性：可燃性 B：还原性：还原性 C：吸附性：吸附性 D；稳定性；稳定性6、由同种元素组成的物质是：、由同种元素组成的物质是： A：一定是单质：一定是单质 B：一定是纯净物：一定是纯净物 C：可能是混合物：可能是混合物 D：可能是化合物：可能是化合物C CC CC C7.7.

17、如右图所示，向盛有红棕色二氧化氮气如右图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块木炭，最终观察体的集气瓶里投入几小块木炭，最终观察到红棕色到红棕色 （填（填“变深变深” ” 或或“消失消失”或或“不变不变”），漏斗中液面），漏斗中液面 （填（填“上升上升”或或“下降下降”或或“不变不变”）。）。其原因为：木炭具有其原因为：木炭具有 作用，作用，使瓶中气体压强使瓶中气体压强 外界大气压。外界大气压。变浅变浅上升上升小于小于名称名称 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 外观外观 导电性导电性 硬度硬度 用途用途 组成元素组成元素 碳的三种单质碳的三种单质 ：无色、透明、无色、透明、固体、有光泽固体、有光泽 深灰色、不透明、细鳞深灰色、不透明、细鳞片状固体、金属光泽片状固体、金属光泽 固体、紫固体、紫红色红色几乎不导电几乎不导电 几乎不导电几乎不导电 良好良好 最硬最硬质软质软质脆质脆钻头、刻刀、钻头、刻刀、装饰品等装饰品等 铅笔芯、电极、润滑剂铅笔芯、电极、润滑剂 制备新材料、制备新材料、器件等器件等 都是由碳元素组成的都是由碳元素组成的 碳原子排列方式不同