金刚石1 文档
金刚石手册说明书
金刚石手册目录2金刚石介绍3物理性能4金刚石分类5金刚石合成6 CVD 金刚石类型7晶体学8力学强度9金刚石抛光10金刚石表面11性能光学性能12光学常数13拉曼散射14单晶光学器件15多晶光学器件16发射率和射频窗口17精密部件18热学性能19金刚石散热片20超精加工21电子性能22金刚石的量子应用23电化学性能24数据表光学级和射频级25热学级26机械级27电化学加工级28电子级29 DNV 级材料30延伸阅读31延伸阅读1. 单片金刚石拉曼激光器随着CVD金刚石合成和加工技术不断进步，在实际应用中能够使用具有优异性能的金刚石材料。
工程单晶 CVD 金刚石具有超低吸收率和双折射率，并且光程长，使单片金刚石拉曼激光器得以成为现实。
订购 CVD 金刚石产品，请访问在以下社交媒体上关注我们金刚石介绍3金刚石的特点是具有优异的硬度、鲁棒性以及光学与热学性能，可用于制造精美的宝石和精良的工业刀具。
但天然金刚石固有的可变性和稀缺性限制了其在工程应用中的使用。
合成工艺的发展让制造持续稳定的工程人造金刚石成为可能。
人们最初在 20 世纪 50 年代运用高温高压法、后来在 80 年代运用化学气相沉积法来制造优异的共价晶体金刚石。
现代工业消耗的人造金刚石约有 800 吨，大约是作为宝石开采的天然金刚石的150 倍。
一切在于结构金刚石的特性源自其结构，任一原子都被相邻的四个原子包围，通过共价键结合在立方晶格中，形成四面体结构。
这种结合坚固、堆积紧凑、致密、刚性的结构使其具有优异的性能。
能够操控缺陷和合成条件的影响，意味着材料科学家已经可以针对广泛的应用优化和定制金刚石的特性。
通过控制缺陷和合成条件的影响，材料科学家能够优化和定制金刚石的显著性能，以获得广泛的应用。
延伸阅读2. 科学瑰宝BC N510.81112.01114.00767Al aluminium1326.981Si silicon1428.085Pphosphorus1530.973高温高压合成的金刚石通常掺氮，因此具有独特的黄色色调。
高中金刚石知识点总结归纳
高中金刚石知识点总结归纳金刚石是一种极为珍贵的矿物，不仅在工业上有广泛的应用，还具备一定的科学价值。
在高中化学学习中，我们也需要了解金刚石的一些基本知识。
本文将对高中金刚石的知识进行总结归纳，包括金刚石的组成、结构特点、物理性质以及其工业应用等方面。
一、金刚石的组成金刚石的化学式为C，即为纯碳元素的晶体形式。
金刚石由碳原子通过共价键连接而成，每个碳原子形成sp3杂化后，与其他四个碳原子进行紧密结合。
这种共价键的结构使金刚石具备了很高的硬度和热导率。
二、金刚石的结构特点金刚石的晶体结构为菱面体晶系，晶胞常数较大为3.57 Å。
金刚石的原子之间通过共价键紧密结合，并形成了类似于钻石形状的结构。
这使得金刚石具有坚硬的特性，成为自然界中最硬的材料之一。
三、金刚石的物理性质1. 硬度：金刚石是自然界中最硬的矿物，硬度达到10级，是硬度等级表中的最高级。
这也是金刚石被广泛应用于切割、打磨等工业领域的重要原因之一。
2. 密度：金刚石的密度大约为3.52 g/cm³，属于高密度物质。
3. 热导率：金刚石具有很高的热导率，使其能够快速传导热量，因此金刚石在制造高性能散热器等领域有广泛应用。
4. 折射率：金刚石的折射率较高，为2.42，因此透明度很好，可用于光学器件的制造。
四、金刚石的工业应用1. 制造工具：由于金刚石硬度高、耐磨性好，可以用于制造各种切割、磨削工具，如切割片、磨具等，在汽车、航空、建筑等行业具有重要作用。
2. 电子领域：金刚石具有优异的热导率和绝缘性能，在电子散热、电子封装等方面有广泛应用。
3. 光学器件：由于金刚石的折射率高，透明度好，成为制备激光器、光学窗口等领域的重要材料。
4. 化工行业：金刚石具有优异的化学稳定性，可用于制备化学试剂、催化剂等。
总结：金刚石作为一种极为重要的材料，在工业领域具有广泛的应用。
通过了解金刚石的组成、结构特点以及物理性质，我们能够更好地理解其在不同领域中的应用。
高中金刚石知识点总结大全
高中金刚石知识点总结大全一、结构与晶体学知识1. 金刚石的结构金刚石是由碳原子通过共价键连接而成的晶体，其晶胞结构为面心立方晶体，每个碳原子都和四个相邻的碳原子形成共价键，构成坚硬而密实的晶体结构。
2. 金刚石的晶胞金刚石的晶胞是面心立方晶胞，每个晶胞内含有8个角位点和一个面心位点，共有八分之一个面心原子位于一个晶胞内，且每个碳原子占据一个角位点和一个面心位点，晶格常数为3.5671埃。
3. 金刚石的晶体生长金刚石是在地壳下40至100千米深处以每小时1至2千摄氏度的速度生长的，这种生长速度是其他任何材料无法比拟的。
金刚石的生长需要高压和高温，其晶体结构特殊，需要适合的环境来形成。
4. 金刚石的密度金刚石的密度大约为3.52克/立方厘米，是自然界中最硬的物质之一。
其硬度远远超过其他任何已知的天然或合成材料，因此被广泛用于切割、钻孔等领域。
二、金刚石的物理性质1. 金刚石的硬度金刚石是自然界中最硬的物质，其莫氏硬度为10，是刻画其他物质硬度的标准之一。
这种极高的硬度使金刚石成为理想的切割和磨削材料。
2. 金刚石的热导率金刚石具有极高的热导率，是已知最好的导热材料之一。
其热传导系数大约为1000-2200 W/(m*K)，远远超过铜和铝等金属，因此被广泛用于散热材料和热传导的领域。
3. 金刚石的光学性质金刚石具有出色的透明性和折射率，在光学领域有着重要的应用。
其在高频光区（红外-紫外）的折射率为2.4，远高于其他材料，因此被广泛用于光学器件的制造。
4. 金刚石的电学性质金刚石是优良的绝缘体，但在高温高压条件下也可表现出半导体特性。
因此，在电子领域也有着重要的应用。
三、金刚石的化学性质1. 金刚石的化学稳定性金刚石具有极高的化学稳定性，只有在高温高压下才会与氧气反应生成二氧化碳。
在常温下，金刚石几乎不与酸、碱等常见的化学物质发生反应。
2. 金刚石的氧化行为金刚石在高温高压下会发生氧化反应，生成二氧化碳。
金刚石的基本性质
材料比重杨氏模量维氏硬度热量系数热膨胀系数金刚石 3.52 99 79000 5.0 3.1表 1 金刚石膜的性质Table 1 Properties of chamond film注:*在所有已知物质中占第一,**在所有物质中占第二,***与茵瓦(Invar)合金相当。
性质：又称导热系数，热传导系数（heat transfer coefficient）。
反应物质的热传导能力。
按傅里叶定律，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。
单位为W/(m·K)。
是物质的物性常数。
在绝大多数方面，CVD 金刚石具有与天然金刚石、人工合成金刚石单晶相似的物理、化学性质。
CVD 金刚石由碳元素单一元素组成，里面不含结合剂。
但由于它是由金刚石微晶交互生长形成，因此CVD 金刚石是一种聚晶材料。
与诸多其他通过薄膜技术生长的材料一样，CVD 金刚石是通过晶核交互生长得到的，且随着晶粒的不断长大，金刚石层也不断变厚，逐渐长成柱状组织结构。
CVD 金刚石的化学稳定性好，热导率和耐磨性也非常出色。
根据所采用的合成技术的不同，可以分别制备出具有特殊性能的材料，为科学研究和工业生产提供新技术、新机会。
上表列出了CVD 金刚石与金刚石单晶以及Syndite （元素六PCD 产品）的热学、机械性质，以便比较。
CVD 金刚石的机械性能可以通过设计来满足具体应用的要求。
CVD 金刚石的多数光学性质都与生长合成出材料的等级有关：一部分经过专门加工制成透光材料（可见光范围内），用作激光窗口等元器件；还有一部分材料虽然看起来是不透明的，但是对于特殊光学元件来说，它们在红外区域理论上具有最大的透过率。
金刚石生产工艺
金刚石生产工艺金刚石是一种坚硬耐磨、导热性能良好的超硬材料，广泛应用于工业领域。
金刚石的生产工艺主要有自然生长和人工合成两种方式。
自然生长的金刚石是通过地壳中的碳元素在高温高压下形成的，需要经过数亿年的时间才能形成。
自然形成的金刚石通常存在于金刚石矿床中，通过矿山开采后进行加工。
加工工序主要包括金刚石的分选、切割、成形、抛光等。
首先，金刚石原矿需要进行分选。
因为原矿中不同部位的金刚石质量和性能存在差异，所以需要对原矿进行分级，选取质量较好的石块进行下一步加工。
然后，通过切割将金刚石原块切割成适当形状的块体。
切割通常使用金刚石切割片，通过机械设备进行加工。
切割后的金刚石块体可以根据需要进一步加工成不同形状的工件。
接下来，金刚石块体需要进行成形。
成形通常使用金刚石磨具进行加工，通过切削、磨削等方式将金刚石块体加工成所需形状。
成形工艺需要严格控制温度、压力和切削速度等参数，以保证金刚石的质量和性能。
最后，金刚石工件需要进行抛光加工以提高光洁度和光亮度。
抛光通常使用金刚石磨料和液体磨料进行磨削，通过摩擦和多次精细加工，使金刚石表面光亮度得到提升。
除了自然生长的金刚石，还有人工合成的金刚石。
人工合成金刚石是通过模拟自然产生金刚石的条件，在实验室或工业环境中合成的。
人工合成金刚石的工艺主要有高温高压法、化学气相沉积法和聚结金刚石法等。
高温高压法是最早用于合成金刚石的方法，它模拟了地壳中金刚石形成的条件，通过碳源和金刚石晶种在高温高压条件下反应，从而形成金刚石晶体。
该方法需要较长的时间和高温高压设备，适用于大批量生产金刚石。
化学气相沉积法是一种在低温下合成金刚石的方法。
通过将气体中的碳源和金属催化剂反应，使金刚石晶体在衬底上沉积生长。
该方法生产周期短，适用于小批量生产金刚石薄膜。
聚结金刚石法是通过将金刚石微粉与金属粉末等混合物加热高温压制而成。
该方法可在常温条件下合成金刚石工件，适用于小规模和特殊形状的金刚石制品。
金刚石第一课
导电性 硬度 用途
金刚石
正八面体、无色、 透明、固体 几乎不导电 最硬 钻头、切割大理石、 刻划玻璃、装饰品等
石墨
2、石墨 — 天然最软的矿物之一
深灰色、有金 属光泽、不透 明、细鳞片状 固体。
石墨很软， 在纸上划过 可留下深灰 色痕迹
石墨可做铅笔芯
铅笔里面其实不含铅，
是石墨和粘土混合而成的混合物
在氧气 点燃 中充分 C + O2 CO2（O2充足） 燃烧 点燃 燃烧不 2C + O2 充分 2CO（O2不充足）
碳具有 书写方程式 可燃性， 一定要注明 条件不同， 反应条件， 燃烧产物 冬天用煤取 也不相同。 暖一定要注 意通风。
3.碳跟某些氧化物的反应
试管为什么要略向下倾斜？ 火焰上罩网罩的作用是什么？ 实验结束时，为什么要先从石灰水 中取出导气管再熄灭酒精灯？ 反应的现象，化学方程式？
试管为什么要略向下倾斜？ 防止凝结的水流到热的试管底部使 之炸裂。 火焰上罩网罩的作用是什么？ 因为木炭与氧化铜反应的温度要求 较高，用网罩使火焰集中，提高温 度。
实验结束时，为什么要先从石灰水 中取出导气管再熄灭酒精灯？ 防止石灰水被吸入热的试管使试管 炸裂。 反应的现象及化学方程式？ 黑色的物质中有红色的物质出现， 澄清的石灰水变浑浊。
无定形碳:石墨的微小晶体和少量杂质构
成的
木炭 活性炭
吸附性
无定形碳
焦炭 炭黑
焦炭
木炭
活性炭
炭黑
木炭与活性炭
木炭和活性炭。它们具有疏松多孔的结构。
木炭
活性炭
显微镜下看到的木炭的结构
（物理性质） 木炭和活性炭均具有吸附性 且活性炭的吸附性比木炭要大
金刚石主要成分
金刚石主要成分
金刚石是一种最硬的天然物质，它由碳元素组成，是一种同素异形体。
其晶体结构为立方晶系，具有高热导率、高折射率和高耐腐蚀性等优
良性能。
因此，金刚石被广泛应用于工业、科学研究和珠宝制造等领域。
金刚石的主要成分是碳元素，它的化学式为C。
在自然界中，金刚石
通常以钻石的形式存在于地球深处的岩石中。
钻石是由高温和高压下
形成的，这些条件只有在地球深处才能达到。
因此，钻石被认为是地
球上最珍贵的物质之一。
除了自然产生的钻石外，人工合成的金刚石也被广泛应用于工业领域。
人工合成金刚石是通过模拟自然条件，在实验室中使用高压和高温技
术制造出来的。
这种方法可以生产出大量优质的金刚石，并且可以根
据需要调整其物理和化学性质。
除了碳元素外，金刚石还可能包含其他杂质元素，如氮、硼、磷等。
这些杂质元素可以影响金刚石的物理和化学性质，从而改变其应用领域。
例如，含有氮元素的金刚石具有良好的导电性能，因此被广泛应
用于电子工业；含有硼元素的金刚石则具有更高的硬度和更好的耐磨
性能，因此被广泛应用于机械加工领域。
总之，金刚石主要成分是碳元素，它具有极高的硬度和优良的物理和化学性质，在工业、科学研究和珠宝制造等领域都有着重要的应用价值。
高中金刚石知识点总结归纳
高中金刚石知识点总结归纳1. 金刚石的产地金刚石主要产自地幔，地幔是地球的一部分，位于地壳下面的一块硬质岩石层。
金刚石在地幔深处由高温高压条件下的碳元素变质形成，然后随着地壳的运动逐渐上升到地表。
金刚石在非洲、南美和澳大利亚等地区的地下深层岩石中发现，其中以南非、博茨瓦纳和俄罗斯等国家的金刚石产量最大。
2. 金刚石的结构金刚石是由碳原子组成的同质异形晶体，它的晶格结构属于立方晶系。
金刚石晶格由碳原子以sp3杂化构成，每个碳原子与周围四个碳原子相连，构成了均匀排列的晶格结构。
这种结构使金刚石具有非常高的硬度和抗压强度，是自然界中最坚硬的物质之一。
3. 金刚石的物理性质金刚石的硬度非常高，是自然界中最坚硬的物质，其摩氏硬度为10，是其他所有的矿物都无法比拟的。
金刚石的密度为3.52克/立方厘米，具有很好的透光性。
金刚石的热导率非常高，是所有已知的矿物中最好的热导体，这使得金刚石在制作各种高温高压设备和材料方面具有重要的应用价值。
4. 金刚石的化学性质金刚石在常温下是稳定的，不易与酸、碱和大部分化学试剂发生反应。
但是在高温高压下，金刚石会与氧气、氮气和金属发生化学反应。
此外，金刚石也可以在高温高压下变质转变成其他同素异形体，如金刚石→石墨转变。
5. 金刚石的应用金刚石由于其独特的物理和化学性质，在工业和科学研究中有着广泛的应用。
其中最重要的应用包括：（1）制作切削工具：金刚石的高硬度和抗磨损性使得它成为最理想的切削材料，被广泛应用于制作切削工具、砂轮和钻头等。
（2）制作磨料：金刚石的硬度和耐磨性使得它成为一种理想的磨料材料，用于磨削、抛光和加工各种材料的表面。
（3）嵌入式电子器件：金刚石的热导性和高频率特性使得它成为一种理想的散热材料和微波器件的基底材料。
（4）医疗器械：金刚石的高抗腐蚀性和生物相容性使得它成为一种理想的医疗器械材料，如手术刀片和牙科设备等。
（5）宝石饰品：金刚石的透光性和高抛光性使得它成为一种高档的宝石材料，被广泛用于珠宝首饰的制作。
金刚石的物理性质与应用前景
金刚石的物理性质与应用前景金刚石是自然界中最硬的物质之一，也是人类制造的最硬的材料之一。
它的独特物理性质使其在诸多领域得到广泛应用。
本文将从金刚石的物理性质以及应用前景两个方面来探讨金刚石的重要性。
一、金刚石的物理性质1.硬度金刚石的硬度非常高，是众所周知的。
这归功于它特殊的晶体结构：每个碳原子都与四个其它碳原子形成共价键，形成坚固的三维网状结构。
这种结构使金刚石具有强大的共价键，因此可以抵抗很高的压力和颗粒物的磨损。
这种硬度让人们用金刚石来制造研磨材料、砂轮、切割工具等。
2.导热性金刚石的导热性是非常好的。
这是因为金刚石具有非常高的热导率，近乎于理论上的热导率极限。
因此，金刚石可以用于高性能散热材料的制备。
金刚石散热片可以在集成电路、发光二极管等多种电子元件中发挥重要作用。
3.抗腐蚀性金刚石是一种高度稳定的材料。
这是由于其结构中没有金属键或其他易于被化学反应的键。
因此，金刚石对大多数酸和碱都具有很好的抗腐蚀性。
这种性质可以让金刚石用于化学工业中一些腐蚀性强的工作环境，如碳酸钠产业中的深度脱盐等。
二、金刚石的应用前景1.高科技领域由于金刚石具有卓越的物理性质，故在高科技领域得到广泛应用。
例如，金刚石用于制造集成电路散热片，可以提高其散热性能，从而提高电子元件的性能和寿命。
此外金刚石是一种高效的辐射探测器，被广泛用于辐射水平监测、医学辐射检测等。
2.石油和天然气行业金刚石用于油田开发、石油和天然气勘探、钻井过程中，可以提高工作效率和降低成本。
比如，用金刚石制造的钻头效果非常好，它可以在减小地质钻探难度的同时提升井筒强度。
此外，金刚石的极高硬度可以降低钻井时间，提高钻探成功率。
3.机械加工金刚石是目前最理想的机械材料之一，其可以被用于高精度机械加工和复杂金属器件加工等。
使用金刚石制造机械加工件可以提高它的耐磨性和加工精度，减少加工误差。
此外，金刚石的优异性质可以优化加工过程，降低能耗、生产成本和环境损害。
金刚石1.ppt
卖炭翁，伐薪烧炭南山中，
初三化学
满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑。 卖炭得钱何所营？身上衣裳口中食。 可怜身上衣正单，心忧炭贱愿天寒。
夜来城外一尺雪，晓驾炭车辗冰辙。
牛困人饥日已高，市南门外泥中歇。 翩翩两骑来是谁？黄衣使者白衫儿。 手把文书口称敕，回车叱牛牵向北。 一车炭，千余斤，宫使驱将惜不得。
决定 决定
性质
用途
3、C60
纳米碳管 碳 纤 维 发束状纳 米碳管
小结
◇不同的元素可以组成不同的物质,同一
种元素也可以组成不同的物质。如金刚 石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单 质。
◇金刚石是天然存在的最硬的物质 ◇木炭和活性炭等具有吸附性 ◇物质的结构
决定
性质
决定
用途
试一试：
C ） 1、下列变化，属于化学变化（ A. 用金刚石钻头钻探岩石 B. 石墨和黏土混合制成铅笔 C. 在一定条件下，石墨转变成人造金刚石 D. 用活结论： 石墨具有导电性。
你知道吗?
石墨
高温高压 催化剂
金刚石
属于化学变化吗? 为什么?
右图锥形瓶内充满了红棕色的NO2气体，夹
紧止水夹，然后在瓶内放入几块烘烤后的
木炭，振荡后，则看到 红棕色逐渐消失 打开止水夹看到 水倒吸到锥形瓶中 炭具有 吸附性 。 ， ，说明木
几种含碳单质的物质
主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成，具 有疏松多孔的结构，因此它们具有吸附能力 活性炭：净水装置、防毒面具等。 炭 焦 木 黑：颜料，油漆，轮胎 炭：冶金工业。 炭：制糖工业。
讨论：金刚石和石墨都是碳元素组成的， 物理性质为什么有这么大的差异？ 由于碳原子的排列方式不同 结论： 物质的结构
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耐 酸 耐 碱 ， 化 学 性 质 稳 定 。 高 温 下 不 与 浓 HF 、 HCl 、 HNO3 发 生 反 应 ， 只 有 在 Na2CO3 、 Na2NO3 、 KNO3 的 熔 融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表 面才稍有氧化
目数
1100 1300 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000 5000 6000 8000 10000
粒度um
13 11 10 8 6.5 5.5 5 4.5 3.4 2.7 2.5 1.6 1.3
人造金刚石的合成方法
金刚石加工流程
大规模高功率集成电路基片； 切削、研磨、锯切、钻探 用大约100克左右的金刚石放磁化率分析仪里，数显表自动显示出读数 拉丝模、高速轴承、精密导轨、精密摩擦、磁盘磁头保护膜 9MPa(10060kg/mm2) 如：微量硼会使金刚石晶体呈天兰色，含硼量多这为黑色（俗称的黑色金刚石）。 耐酸耐碱，化学性质稳定。 600-2100W/mk 拉丝模、高速轴承、精密导轨、精密摩擦、磁盘磁头保护膜 登入粒度测试系统，找出测试所需的筛子(筛子用∮75的检验筛)，将试样倒入顶部的筛子中，盖好上盖，套筛放在筛分机上筛15分钟 。 如：微量硼会使金刚石晶体呈天兰色，含硼量多这为黑色（俗称的黑色金刚石）。 新鲜表面具有较强的亲油疏水性，其润湿接触角为800~1200 登入粒度测试系统，找出测试所需的筛子(筛子用∮75的检验筛)，将试样倒入顶部的筛子中，盖好上盖，套筛放在筛分机上筛15分钟 。 登入粒度测试系统，找出测试所需的筛子(筛子用∮75的检验筛)，将试样倒入顶部的筛子中，盖好上盖，套筛放在筛分机上筛15分钟 。 9MPa(10060kg/mm2) 金刚石晶体的颜色则受温度和所处的化学环境影响。
金刚石
物理性质
硬度
颜色
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。
依照摩氏硬度标准（Mohs hardness scale）共分10级，钻石（金刚石）为最高级第10级；如小刀其硬度约 为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球 化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪 50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。
世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。
光学性质
(1)亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生 全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。
(2)闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、观察者相对移动时其表面对于白 光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形金刚石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。
人造
人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。 高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。 化学气相沉积法仍主要存在于实验室中。郑州大学单崇新教授团队开发出化学气相沉积方法合成金刚石单晶 和克拉级金刚石的工艺，合成出质量1.2克拉以上、颜色优白级、净度SI1级的高品相金刚石。
用途
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6.1金刚石、石墨和C60
学习目标：执笔人：陈新阳审核：
1、知道金刚石和石墨的主要物理性质及相关的用途。
2、记住单质碳的化学性质及对应的用途。
3、知道同种元素可以组成不同的物质，结构、性质和用途的关系，且能以发展的观点看待碳的单质。
前置学习：
（2）碳元素除了组成金刚石和石墨外，你知道还能组成哪些单质吗？由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化？
合作探究：
一、金刚石、石墨和C60
1、常见的碳单质有_______________________________________。
“碳”和“炭”的区别。
“碳”是元素名称，指元素；“炭”是指由主要由碳元素组成的无定形碳。
如：。
2、结合金刚石、石墨、无定形碳的性质和用途，讨论物质的性质和用途的关系。
练习巩固：请将下面左列和右列的相关内容用短线连接起来：
金刚石硬度大冰箱去味剂
石墨导电性能好切割玻璃
活性炭有吸附性干电池电极
注意：木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。
吸附过程中发生的变化属于物理变化。
二、新型碳单质
1、C60分子是由60个构成的分子，形似。
2、金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，但它们性质差别很大，这是为什么？
三、全面突破
记忆：碳的单质
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，是细鳞片状的固体，有优良的导电性，润滑性。
可用于制铅笔芯（体现了它呈深灰色、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）、作润滑剂（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分子是由60个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定。
例1：下列有关碳的物质的用途说法错误的是
A. 金刚石中混有杂质就呈现不同颜色
B. 铅粉和少量石墨粉制作铅笔芯
C. 长期未用而难开启的锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯粉末来作润滑剂
D. 活性炭可作冰箱的去味剂
例2：金刚石和石墨的不同点是
A. 金刚石是纯净物，石墨是混合物
B. 金刚石是单质，石墨是化合物
C. 金刚石和石墨中碳原子的排列不同
D. 金刚石和石墨中碳原子内部结构不同
例3：2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。
有专家分析认为，其原因可能是航天飞机机壳底部的石墨瓦在空中脱落，击中机翼。
航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨
A. 能导电
B. 密度小
C. 熔点高、耐高温、化学性质稳定
D. 硬度小，有润滑作用
例4：下列关于C60的说法正确的是
A. 属于单质
B. 属于混合物
C. 由30个碳原子构成的分子
D. 相对分子质量为60
例5：如图，向盛有二氧化氮气体的集气瓶里投入几块木炭，为什么红棕色会消失？漏斗中液面为什么会上升？为什么用漏斗而不直接用导管插入水中？
【解析及答案】木炭具有疏松多孔的结构，有效面积大，有强烈的吸附性，能把大量的气体或染料等微小粒子吸附在它的表面，所以，二氧化氮气体被木炭吸附了，红棕色会消失。
二氧化氮被吸附后，集气瓶内的气体减少，压强变小了，所以，漏斗中液面会上升。
如果直接用导管插入水中，则烧杯中的水会沿着导管进入集气瓶中。