金刚石、石墨和碳60
(定稿、不分层)金刚石、石墨和C60 知识讲解
金刚石、石墨和C60【学习目标】1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；知道木炭、活性炭的吸附性。
2.知道碳单质的化学性质，掌握碳跟氧气、氧化铜的反应。
3.知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同物质。
【要点梳理】要点一、碳的单质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，但是由于碳原子排列方式不同，即结构不同，因此它们的性质存在着差异。
金刚石的结构石墨的结构 C60的结构》）2.金刚石、石墨和C60的比较：（专题课堂《金刚石、石墨和C3.木炭、活性炭的吸附性：木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，所以从严格的意义上来说它们还不是碳的单质（被称为无定形碳）。
由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此它们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。
木炭和活性炭有吸附性，所以它们在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。
【要点诠释】1.金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化，这个转化过程发生了化学变化。
2.物质的组成和结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。
3.由于木炭疏松多孔，有很大的表面积，因此它具有吸附性，活性炭的吸附性比木炭更强。
吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面，没有生成新物质，属于物理变化。
4.“碳”和“炭”的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。
比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。
而“炭”指的是具体物质，它表示由碳元素组成的某种单质——木炭、活性炭、焦炭等。
一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。
要点二、碳的化学性质1.稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼。
在高温下，碳能够与很多物质起反应。
2.可燃性（碳与氧气反应）：（1）当氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳，同时放出大量的热。
实验现象：木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。
金刚石、石墨、C60的性质
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。
金刚石石墨碳60简介
金刚石金刚石晶莹美丽，光彩夺目，是自然界最硬的矿石。
在所有物质中，它的硬度最大。
测定物质硬度的刻画法规定，以金刚石的硬度为10来度量其它物质的硬度。
例如Cr的硬度为9、Fe为4.5、Pb为1.5、钠为0.4等。
在所有单质中，它的熔点最高，达3823K。
金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。
这是金刚石的面心立方晶胞的结构。
由于金刚石晶体中C—C键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，晶体中没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点高，而且不导电。
室温下，金刚石对所有的化学试剂都显惰性，但在空气中加热到1100K左右时能燃烧成CO2。
金刚石俗称钻石，除用作装饰品外，主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具，是重要的现代工业原料，价格十分昂贵。
石墨石墨乌黑柔软，是世界上最软的矿石。
石墨的密度比金刚石小，熔点比金刚石仅低50K，为3773K。
在石墨晶体中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键，构成六角平面的网状结构，这些网状结构又连成片层结构。
层中每个碳原子均剩余一个未参加sp2杂化的p轨道，其中有一个未成对的p电子，同一层中这种碳原子中的m电子形成一个m 中心m电子的大∏键(键)。
这些离域电子可以在整个儿碳原子平面层中活动，所以石墨具有层向的良好导电导热性质。
石墨的层与层之间是以分子间力结合起来的，因此石墨容易沿着与层平行的方向滑动、裂开。
石墨质软具有润滑性。
由于石墨层中有自由的电子存在，石墨的化学性质比金刚石稍显活泼。
由于石墨能导电，有具有化学惰性，耐高温，易于成型和机械加工，所以石墨被大量用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯。
碳六十20世纪80年代中期，人们发现了碳元素的第三种同素异形体——C60。
碳六十的发现和结构特点1996年10月7日，瑞典皇家科学院决定把1996年诺贝尔化学奖授予Robert FCurl，Jr(美国)、Harold WKroto(英国)和Richard ESmalley(美国)，以表彰他们发现C60。
金刚石、石墨和C60授课课件人教版化学九年级上册
5. 在物质的各大家族中, 有一家兄弟多, 老大骨头硬, 光彩 照人, 身价百万；老二又软又滑, 生活学习都用它；老三 似足球, 科研工作者喜欢它。 (1)举出老大的一种用途: __作__装__饰__品__(_或__裁__玻__璃__、__切__割__大__理__石__等__)___________。 (2)请你猜猜老二是____石__墨______, 用途有 ___制__铅__笔__芯__(或__作__电__极__、__润__滑__剂__等__)_______________。 (3)写出老三的化学式: _____C_6_0_____。
解题秘方：根据反应条件和物质的性质来解题。 解：反应结束后立即倒出固体粉末 ，生成的铜又 会被氧化，A 错误；该反应中，木炭夺取氧化铜中的氧 元素，发生氧化反应，氧化铜发生还原反应，B 错误； 导管口刚开始冒出的气泡主要是空气，C 错误。
新知3 氧化还原反应
1. 还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应称 为还原反应，即失去氧的反应。
重点提示： 在氧化还原反应中，氧化性←氧化剂 失氧 发
生还原反应→单质，还原性←还原剂 得氧 氧化反 应→氧化物，而不是氧化剂发生氧化反应，还原 剂发生还原反应。
考向 辨别氧化剂与还原剂
例5 硅(Si) 是现代电子工业的基础。工业上用碳在高温下 还原二氧化硅的方法可制得硅，同时还有一氧化碳生成。
氧化反应，是还原剂，具有还原性。
知识链接：物质与氧发生的反应是氧化反应，其中的
“氧”是指氧元素，可以是氧气中的氧元素，也可以是氧
化物中的氧元素。如：C+O2 =点=燃== CO2，C+2CuO =高=温==
2Cu+CO2 ↑，C+CO2
高温
====
金刚石、石墨和碳60解析
不导电
导电良好
钻石、钻探机的钻 头、切割玻璃等
铅笔芯、电极等
结合金刚石、石 墨的性质和用途，讨 论物质的性质和用途 之间有什么关系？
决定
性质
用途
体现
为什么金刚石和 石墨的物理性质有这 么大差异呢？
它们的碳原子 的排列方式不同。
金刚石的结构
石墨的结构
原因： 同一类原子，排列方式 不同，所形成的单质不同。 金刚石 石墨
红棕色 消失 (填“变深”或“消失”或
“不变”)，漏斗中液上面升
(填“上升”
或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭
具有吸附
小于
作用，使瓶中气体压强
外界
大气压。
动画演示
想一想，“6B”、“6H”与“HB”三种类型的 铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？
铅 笔 芯 能 导 电 吗？
石墨有良好的导电性。 石墨可做干电
池的电极。
金刚石和石墨的物理性质的比较
色态 硬度 导电性 用途
金刚石
石墨
无色 透明、正八 深灰色、有金属光泽、 面体形状的固体 细鳞片状固体。
天然最硬的物质 最软的矿物质之一
练习
1.金刚石、石墨、C60都是由碳__元__素__组成的单 质。但是，它们的性质却存在巨大的差异 （例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而 石墨却很软），这是因为它们_原__子__排__列__方__式_ 不同。
2.下列物质中最硬的单质是( C )
A.木炭 B. C60 C.金刚石 D.二氧化碳
练习
同种元素可组成不同的物质吗？
石墨
C60
一、碳的单质
1、金刚石
纯净的金刚石是无色透 明、正八面体形状的固体。
九年级化学金刚石石墨和C60知识点
九年级化学金刚石石墨和C60知识点九年级化学知识点：金刚石、石墨和C60金刚石、石墨和C60，这是在九年级化学课程中经常提到的三个重要的碳元素形式。
它们都是由碳元素构成的，但是它们在结构和性质上却完全不同。
本文将会分别介绍金刚石、石墨和C60的特点和应用，让我们更深入地了解这些化学物质。
1. 金刚石金刚石是自然界中最硬的材料之一，它的硬度在克诺斯硬度等级中为10，是所有材料中最高等级。
金刚石是由碳元素通过共价键连接而成的，每个碳原子与四个相邻碳原子形成四面体结构，并排列成紧密的晶格结构。
由于结构的稳定性和精确性，使得金刚石具有极高的硬度和抗磨损性，因此被广泛应用于切割工具、钻石饰品等领域。
虽然金刚石的硬度很高，但它的热稳定性却很低。
在高温下，金刚石会逐渐转变为石墨相。
这主要是因为金刚石的晶格结构过于紧密，不利于热运动，从而导致结构的不稳定性。
2. 石墨与金刚石相比，石墨的硬度要低得多。
石墨是由均匀相互平行排列的碳层构成，在每一层中碳原子通过共价键连接，而层与层之间的键是相互弱的范德华力。
由于碳层之间的键弱，因此石墨具有很好的层间滑移性，使得石墨具有良好的润滑性和导电性。
石墨还有一个特殊的性质，即热稳定性。
由于石墨中的碳层与层之间的键弱，因此石墨可以抵抗高温下的结构转变，保持稳定。
这也是为什么石墨可以用来制造铅笔芯的原因，因为在摩擦过程中碳层之间会发生剥离和滑移，从而形成细小的黑色颗粒。
除了润滑和导电性方面的应用外，石墨还被广泛应用于电池、气体处理和高温材料等领域。
例如，石墨电极在电池中起着储存和释放电荷的重要作用，而石墨在高温条件下具有良好的耐蚀性和热传导性能，因此可以用来制造高温容器和导热材料。
3. C60富勒烯C60富勒烯是由60个碳原子组成的球状分子，由于它的结构形状类似于足球，因此被称为“碳纳米足球”。
C60富勒烯具有许多独特的物理和化学性质，因此在材料科学和医学领域具有广泛的应用前景。
金刚石、石墨和C60知识点及解析
金刚石、石墨和C60知识点及解析一、初中化学金刚石石墨和C60选择题1．下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是A．碳素墨水B．打印碳粉C．低碳生活D．石墨碳棒2．下列采取的安全措施中正确的是（）A．发现煤气泄漏，立即打开排气扇B．为了防止一氧化碳中毒，可在煤炉上放一大壶水C．易燃物和易爆物存放时要紧密堆积，减少和氧气的授触面积D．电线着火应立即切断电源，再用水灭火3．下列图示中物质的用途与相应的性质不相符的是（）A．金属的导热性B．燃气的可燃性C．氧气的氧化性D．干冰的升华4．宣传科学知识，揭露伪科学是化学工作者的义务。
下列各项中，属于伪科学的是A．CO气体可用作气体燃料B．用干冰进行人工降雨C．用催化剂把水变成汽油D．CO气体可用来冶炼金属5．下列实验设计不能达到目的是：( )选项A B C D实验设计实验目的证明1体积水能溶解1体积CO2证明CO2密度大于空气证明通入的气体是CO2证明CO2能灭火A．A B．B C．C D．D6．下列现象的微观解释中，正确的是（）A．氢气和液氢都可以做燃料一一相同物质的分子，其化学性质相同B．用水银温度计测量体温﹣温度升高，分子间隔变大C．水烧开后易把壶盖冲起一﹣温度升高，水分子变大D．金刚石很硬石墨质软﹣一构成物质的原子种类不同7．化学上把同种元素组成的不同单质互称为同素异形体。
下列各组物质互为同素异形体的是A．液氧和氧气B．CO和CO2C．金刚石和石墨D．冰和干冰8．空气中含量最多，又可以作为焊接金属的保护气的是（）A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．一氧化碳9．下列有关物质的变化或应用，描述不正确的是（）A．CH4在空气中燃烧是化合反应B．CO2作为气体肥料在农业生产中有广泛应用C．N2充入食品包装袋中可起防腐作用D．CO 有毒且无色无味，使用燃气时要注意室内通风10．属于活性炭物理性质的是（）A．稳定性B．吸附性C．还原性D．可燃性11．下列关于碳及其氧化物的说法中，正确的是（）A．一氧化碳和二氧化碳都可以将氧化铜还原为铜B．二氧化碳的排放不是导致酸雨的原因C．在室内放一盆澄清石灰水可防止一氧化碳中毒D．铅笔字迹易变模糊是因为常温下石墨化学性质活泼12．防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是（）A．炭黑B．活性炭C．金刚石D．石墨13．物质的结构决定物质的性质，下列关于物质结构与性质的说法不正确的是A．金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同B．金属钠和镁的性质不同，是由于钠和镁的原子结构不同C．生铁和钢的性质不同，是由于含碳量不同D．一氧化碳和二氧化碳性质不同，是由于一氧化碳和二氧化碳的组成元素不同14．下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是（）A．CO和CO2组成元素相同，所以它们的化学性质也相同B．碳在空气中充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成COC．CO用于冶炼金属、做气体燃料：CO2用于做气体肥料、可以灭火D．古代用墨汁书写的字画能保存至今，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定15．下列关于二氧化碳的说法正确的是（）A．二氧化碳能够制汽水，是因为二氧化碳极易溶于水B．二氧化碳能做气体肥料，是因为光合作用产生二氧化碳C．二氧化碳能灭火，是因为它不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气大D．进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火实验，是因为二氧化碳有毒16．C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是（）A．足球由C60构成B．C60这种物质由碳原子直接构成C．C60是一种新型化合物D．C60在氧气中完全燃烧生成CO217．金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其主要原因是（）A．构成它们的原子大小不同B．构成它们的原子数目不同C．金刚石、石墨和C60由不同种原子构成D．金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同18．金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是A．原子排列方式不同B．原子大小不同C．原子种类不同D．原子数目不同19．在使用燃气热水器时，若通风不畅会产生使人中毒的气体是A．氧气 B．氮气 C．一氧化碳 D．二氧化碳20．二氧化碳虽然只占空气总体积的0.03%，但对动植物的生命活动起着极为重要的作用。
金刚石、石墨和碳60
石墨炸弹是美国制
造的一种可使供电系
统短路而导致瘫痪的
新式炸弹。石墨炸弹
实际上是集束炸弹的
变种，它在目标上空
爆炸，释放出无数
“易拉罐”大小的小
炸弹，这些内装碳纤
维的小炸弹随即在更
大的区域爆炸，形成
大范围的碳纤维云，
这些碳纤维可使供电
一、碳的单质
3.C60—— 神奇的碳单质分子
C60
C60的应用前景：
（1）气体贮存； （2）有感觉功能的传感器； （3）增强金属的强度； （4）新型的催化剂； （5）光学应用； （6）对癌细胞具有杀伤效应等医 疗功能。
碳纳米管 C40
C20 C70
石墨中的碳原子呈平面 层状结构,层与层之间作用 力小，容易滑动。
金刚石中的碳原子在空 间构成连续的、坚固的骨 架，是立体网状结构。
答：金刚石、石墨中的碳原子的排列方式不同 （即结构不同）。
我会模仿
因为金刚石很硬，所以能做玻璃刀。
因为石墨质软，所以能做铅笔芯。
因为石墨能导电 ，所以能做电极、电刷、石墨炸弹。
因为石墨滑腻，所以能做润滑剂。 因为活性炭具有吸附性，所以做吸附剂和防毒面具。
……
性质 决定 用途
结构和性质的关系
• 物质的结构、性质之间有什么关系呢？
决定
结构
反映
性质
单质碳的新成员C60和碳纳米管
铅笔中的H、B： H代表Hard，坚硬的： 写字、制图等 B代表Black，黑的： 考试填涂、素描等
机的钻头钻凿坚硬的岩层。
石
墨
铅
润
笔
滑
剂
坩 埚
人教版九年级化学第6单元 课题1 金刚石、石墨和C60(有答案)
第六单元碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和C60知识点一碳的单质不同元素可以组成不同的单质，而同一种元素也可以组成不同的单质。
几种常见元素的不同单质如下表所示：常见元素碳元素氧元素磷元素形成的单质金刚石、石墨和C60氧气(O2)和臭氧(O3)白磷(P4)和红磷（P）一、金刚石、石墨、C60的性质及用途1、金刚石A、物理性质：无色透明、正八面体形状的固体，不导电，经加工琢磨后有夺目光泽，是天然存在最硬的物质。
B、用途：雕琢作装饰品(钻石就是金刚石雕琢成的)；制作钻头；制作玻璃刀、刻刀。
2、石墨A、物理性质：深灰色、不透明的细鳞片状固体，有金属光泽，质软，滑腻，导电性好，耐高温。
B、用途：用于制铅笔芯(不同型号的铅笔芯，石墨含量不同，“B”值越大，石墨含量越高)、石墨电极、电刷、耐高温的润滑剂等。
3、C60C60分子由60个碳原子构成，形似足球，很稳定。
目前应用于材料科学、超导体等方面的研究。
理解辨析1、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的，为什么物理性质差异这么大？原子之间的排列顺序不相同4、不定形碳—木炭、焦炭、活性炭和炭黑木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它具有疏松多孔的结构。
焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似，通常称为无定形碳。
由于木炭、活性炭的结构疏松，因此它们具有吸附性。
利用这种性质可以吸附气体或溶液中的一些物质，可用作吸附剂，如木炭用来吸附食品工业里的色素和有异味的物质；活性炭用在防毒面具中吸附毒气。
理解辨析1、吸附性是物理性质吗？吸附性是物质的物理性质，吸附过程是物理变化。
吸附剂与物质的接触面积越大，吸附能力越强。
2、“碳”与“炭”有什么区别吗？1.碳是表示碳元素，炭是主要成分为碳的一些物质，如活性炭、木炭等2.碳是用于对化学式的命名，而炭往往是对一些物质命名的俗称里。
例题1、金刚石、石墨、C60的性质不同解释正确的是（ B ）A．碳原子的结构不同B．碳原子的排列方式不同C．由不同种元素组成的D．组成的原子数不同例题2、小刚要检验妈妈的钻石戒指是真还是假，下列方法你认为正确简便的是( D)A.铁锤砸毁B.火烧C.测密度D. 刻画玻璃例题3（1）金刚石可作玻璃刀，因为_____金刚石硬度大________________________________。
金刚石石墨和c60碳原子排列方式
金刚石石墨和c60碳原子排列方式金刚石、石墨和C60碳原子是具有不同排列方式和结构的碳材料。
下面将分别对这三种碳材料进行介绍。
一、金刚石金刚石是一种由碳原子构成的同质多晶体，也是最硬的自然物质之一。
金刚石的碳原子是通过共价键相连而形成的。
具体而言，每个碳原子与四个周围的碳原子形成四个共价键，形成了一个具有六个面的立方体结构。
这种排列方式使金刚石具有非常高的硬度和稳定性，可以在极高温和压力下存在。
金刚石的晶格结构为面心立方（FCC），意味着每个碳原子周围都有四个相邻的碳原子。
金刚石晶格的稳定性来自于碳原子之间强大的共价键，这种共价键非常紧密，使得金刚石具有极高的硬度和优异的导热性。
二、石墨石墨是一种由碳原子构成的异质大分子结构，是一种非金属的固体材料。
石墨的碳原子按照层状结构排列，形成了六边形网格。
具体而言，每个碳原子仅与三个周围的碳原子形成共价键，呈现出六个边的结构。
石墨的晶格结构为平面六角形（hexagonal），碳原子之间的结合方式是弱的范德华力。
这种弱的结合方式使得石墨在平面方向上具有很高的层间滑动性，因此石墨具有良好的润滑性和导电性。
三、C60碳原子C60碳原子是一种被称为富勒烯的碳化合物，具有球状的分子结构。
C60分子由60个碳原子组成，形成了一个由20个六边形和12个五边形构成的球体，类似于足球的结构。
每个碳原子与三个相邻的碳原子形成共价键，球体中的每个碳原子都与其他五个碳原子相邻。
C60碳原子具有特殊的电子结构和化学性质，是一种非常稳定的分子。
它不仅具有良好的光学和电学性能，还具有很高的抗氧化性和生物相容性，因此在许多领域具有广泛的应用潜力。
总结：金刚石是一种具有立方晶格结构的碳材料，具有极高的硬度和稳定性；石墨是一种具有平面六角形晶格结构的碳材料，具有良好的润滑性和导电性；C60碳原子是一种具有球状结构的碳化合物，具有特殊的电子结构和化学性质。
三者在结构和性质上有着明显的差异，但都展现出了碳原子的独特魅力和广泛应用的潜力。
碳的异构体,金刚石,石墨,C60
正八面体平面网状结构金刚石 石墨 C 60一、碳单质的物理性质：碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。
它们都是由碳元素组成的单质。
1、金刚石：纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，硬度大，不导电。
天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品——钻石2、石墨:石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。
石墨很软，有滑腻感。
电的良导体.应用：（1）用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯（2) 用石墨做电极(3) 石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属金刚石和石墨都是由C 元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？碳原子排列方式不同“碳”与“炭”的区别：“碳”：元素名称（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。
） “炭”：指具体的含碳元素的单质（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。
）3、无定形碳：无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）这是什么原因呢？4、C 60C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面也具有广泛的应用前景： ①有感觉功能的传感器②增强金属的强度③新型的催化剂④光学应用⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
思考：金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异较大的原因练习：1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。
石墨冰箱去味剂、防毒面具炭黑导电金刚石新型催化剂C60制油墨活性炭切割坚硬金属2、金刚石、石墨、C60都是由______组成的单质。
但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们____________不同。
3、继发现C60后,C70也已经制得,下列有关C70的说法正确的是( )A. 它是一种化合物B. 它是一种单质，并且它是由C70分子构成的。
C. 它是一种混合物D. 它的相对分子质量是840二、碳（单质）的化学性质1.碳的稳定性常温下，碳的化学性质不活泼。
金刚石、石墨和C60
栽了
单质C的可燃性
1、与充足的O2的反应：
C+O2 = CO2 2C+O2 = 2CO
点燃
点燃
(放出热量)
2、与不充足的O2的反应：
(放出热量)
2、高温条件下单质C有还原性
C还原CuO实验
现象：
（1)、黑色粉末变成紫红色; (2)、产生使澄清石灰水变白色 浑浊的气体。 化学方程式：
高温
C+2CuO= 2Cu+CO2↑
4. 木炭、活性炭是不是单质？
木炭和活性炭都是由石墨的 微小晶粒和少量杂质构成的。
右图所示是利用了活性炭的 什么性质? 木炭、活性炭有吸附性
5、木炭和活性炭为什么具有吸附能力？
木炭和活性炭具有较强的吸附能力是由它 们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部 疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的表面 积就很大，这样它们就很容易吸附一些气 体或色素等物质。 活性炭的孔隙比木炭更大，因而活性炭的 吸附性能比木炭更强。
2CuO + C
2Cu + CO2↑
2CuO + C
高温
2Cu + CO2↑
含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。 与氧化合的反应，叫氧化反应。
2Fe2O3 + 3C
高温
4Fe + 3CO2↑
Cu + H2O
H2+ CuO △
小 结
碳在常温时很稳定，在加热或高温 条件下具有可燃性和还原性。
练习
8、金刚石和石墨的物理性质有很大的
差异的原因是（ C ）
A.金刚石不含杂质，而石墨含杂质 B.金刚石是单质，而石墨是化合物
C. 金刚石和石墨里碳原子的排列不同
初中九年级化学金刚石、石墨和C60
中考化学总复习教学案知识·巧学·升华金刚石、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，因此它们的物理性质有很大差异。
一、碳的单质1.金刚石无色透明，正八面体形状，可作装饰品——钻石，它是天然存在的最硬的物质。
2.石墨石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，很软，有滑腻感，有优良的导电性能。
要点提示石墨很软，在纸上划过会留下痕迹，因而常用于制铅笔芯。
以干电池用石墨为例，说明石墨具有优良的导电性能。
另外石墨的结构是分层的，每一层内每个碳原子和其他三个碳原子结合，形成正六边形，每层之间的连接不牢固，可以滑动。
3.木炭、活性炭、炭黑木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它具有疏松多孔的结构。
这种疏松多孔的结构使木炭具有吸附能力。
木炭、活性炭、炭黑、焦炭的比较木炭吸附一些食品和工业产品的色素，吸附有异味的物质活性炭吸附能力比木炭强，吸附毒气，制糖工业里脱色制白糖炭黑制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料，还可以增加轮胎制品的耐磨性焦炭冶炼金属4.C60分子C60是一种新的以单质形式存在的碳，是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，很稳定。
要点提示C60分子结构与足球相似，所以又称“足球烯”，这种“足球”结构的碳分子很稳定，一个C60分子中含有60个碳原子，每个碳原子都和其他三个碳原子结合形成正六边形，这样C60有30个六边形组成。
5.金刚石、石墨和C60的物理性质和用途金刚石石墨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光泽加工琢磨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、润滑剂要点提示①金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构，所以坚硬。
石墨的碳原子呈平面层状结构，层与层之间的作用力小，所以很软，能导电，有滑腻感。
除了金刚石和石墨以外，生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
金刚石石墨C60[]
![金刚石石墨C60[]](https://img.taocdn.com/s3/m/40cf39600622192e453610661ed9ad51f11d544e.png)
电子领域：半导体、电子 器件等
光学领域：光学器件、激 光器等
生物医学领域：生物医学 材料、生物传感器等
航空航天领域：高温、高 压、高速等极端环境下的 应用
工业领域：用于制造耐高温、 耐腐蚀的机械零件和设备
电子领域：用于制造半导体器 件、电子管等电子元件
化学领域：用于制造催化剂、 吸附剂等化学材料
生物医学领域：用于制造生物 医学材料如人工关节、心脏瓣 膜等
石
微波等离子体法：通过 微波等离子体将碳原子
排列成金刚石结构
热解法：将石墨 原料加热到一定 温度使其分解为 碳原子然后冷却 形成石墨
电弧法：利用电 弧放电产生的高 温将石墨原料分 解为碳原子然后 冷却形成石墨
化学气相沉积法： 将石墨原料与气 体反应生成碳原 子然后冷却形成 石墨
激光烧蚀法：利 用激光烧蚀石墨 原料生成碳原子 然后冷却形成石 墨
高压法：通过高压和 高温将碳原子排列成
金刚石结构
化学气相沉积法：通过 化学反应将碳原子沉积 在基底上形成金刚石
激光烧蚀法：通过激 光烧蚀碳源形成金刚
石
微波等离子体法：通过 微波等离子体将碳原子
排列成金刚石结构
化学气相沉积法：通过 化学反应将碳原子沉积
在基底上形成金刚石
激光烧蚀法：通过激 光烧蚀碳源形成金刚
金刚石：硬度 最高熔点高导 热性好不导电
石墨：硬度低 熔点低导电性
好导热性差
C60：硬度高 熔点高导电性
差导热性差
金刚石：碳原子以 四面体结构排列硬 度极高化学性质稳 定
石墨：碳原子以层 状结构排列硬度较 低化学性质稳定
C60：由60个碳原 子组成的足球状分 子硬度较低化学性 质稳定
结构类型：金刚石属于立方晶系
金刚石、石墨和C60
金刚石、石墨和C60一、碳的几种单质（金刚石、石墨、C60）1、金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
2、石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。
可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块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。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。
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，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
4、C60C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。
（C60这种物质是由C60分子构成的，而不是由原子构成的。
）C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。
其相对分子质量约为720。
二、.单质碳的化学性质:单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!1、常温下的稳定性强2、可燃性:完全燃烧(氧气充足),生成CO2: C+O点燃CO2不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O点燃2CO3、还原性：C+2CuO 高温2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。
2Fe2O3+3C 高温4Fe+3CO2↑C在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。
CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。
具有氧化性。
小结：还原剂：夺去氧元素的物质，具有还原性。
得到氧元素，发生氧化反应。
氧化剂：提供氧元素的物质，具有氧化性。
失去氧元素，发生还原反应。
高温高温应用：冶金工业：2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ C＋CO2 2CO。
九年级化学人教版上册《金刚石、石墨和碳60》课件
1．同一种元素可以组成不同的物质，如碳的单质有金刚石、 __石__墨____、C60等。
2．碳有多种单质，是因为碳原子的__排__列__方__式__不同，即 __结__构____不同，导致了它们的性质尤其是物理性质有明显差异， 所以说物质的___结可以起隔热和保护作用，这 主要是因为石墨( C )。
点拨：(1)凡是有气体生成的装置都需要检查气密性。 (2)澄清石灰水可用于检验二氧化碳气体。 (3)因要测量产生二氧化碳的质量，为了测量准确，需要将 反应产生的二氧化碳气体全部赶入石灰水中以便测量准确。 (4)因二氧化碳与石灰水反应后没有气体生成，因此石灰水 增重的质量即为产生的二氧化碳的质量。而二氧化碳中所含氧 元素的质量即为该红棕色粉末中氧元素的质量。
[实验设计] 科学探究的方法有多种，请你再设
计2种方法来证明小明的猜想。
实验步骤
实验现象
实验结论
将黑色固体放 在空气中灼烧
将黑色固体与已 知的氧化铜混合 加强热
有火星出现，且黑 色固体逐渐减少
黑色固体为木炭
有光亮的红色固 黑色固体为木炭 体出现
金
石
刚
墨
石
活
木
性
炭
炭
焦 炭
C60
炭黑
【概念辨析】 “碳”和“炭”的区别 “碳”是元素的名称，指碳元素，是“核电荷数为 6 的同 一类原子的总称”，具有广泛的概括的涵义，它不是具体指的 某种物质，常写在含有碳元素的单质、化合物的名称中，如二 氧化碳、碳酸等。而“炭”指的是具体的物质——由碳元素组 成的单质，如木炭、炭黑、焦炭和活性炭，所以把“木炭”写 成“木碳”是错误的。
有这么一句广告词：“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石 璀璨夺目、价值连城，可是我告诉你它的成分与铅笔芯的 主要成分[石墨]是相同的，你会相信吗？
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书犹药也，善读之，可以医愚 一品学道 五环导航 ○之 九年级 化学学案
金刚石、石墨和碳60
学习目标：
1.了解金刚石、石墨、木炭、活性炭的主要物理性质和用途；
2.了解结构、性质、用途三者的关系。
自主学习：
学习任务一：碳的单质
自读课本P104—105及课本中的插图独立完成以下问题：时间20分钟。
1.比较金刚石、石墨的物理性质和用途 金 刚 石 石 墨 外观
光泽
硬度
导电性
用途
思考：A.金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，为什么他们的物理性质却差异很大，其原因
是 。
B.物质的用途是由其对应的性质决定的，金刚石、石墨的上述用途分别由其什么性质相对应呢？其他同学交流，互相评价。
C.石墨———→金刚石，该变化是物理变化还是化学变化？并说明理由： 2、木炭主要是由 构成的，它具有 的结构，因此，它具有 。
活性炭的吸附作用比木炭还要 。
3、木炭通常用来吸附一些食品和工业产品里的 ，也吸附
有 的物质，活性炭用在 里吸附毒气，在制糖工业中来 以制取白糖。
4、C 60是由 直接构成的物质，一个C 60分子是一种由 个碳原子构成的分子，它形似 。
这种结构的碳分子比较稳定。
5、金刚石、石墨、C 60分子，它们都是由一种元素组成的不同种 ，其化学性质相似，
而物理性质有较大 。
二、合作共建（寄语：他山之石，可以功玉）小组交流合作完成。
时间5分钟
人写编
名姓 封
线 密 级班 人核审 型课 号编 新课 朱新辉
⒈填空:由碳元素所形成的单质主要有__ ___ __ ___。
金刚石可装在钻探机的钻头上，是由于______；石墨可做铅笔芯，是由于______，可做润滑剂，是由于______，可做电极，是由于______；活性炭可做防毒面具的滤毒剂，是由于________
三、系统总结、并记忆本节主要内容（寄语：精诚所至，金石为开）时间5—10分钟
当堂检测：学生独立完成，然后组长检查是否过关。
时间3—5分钟
1.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是（）
A. 金刚石不含杂质，而石墨含有杂质 B．金刚石是单质，而石墨是化合物。
C．金刚石和石墨里碳原子的排列不同 D.金刚石和石墨是由不同种元素组成的2．下列变化中，属于化学变化的是（）
A.用石墨粉打开生锈的铁锁 B．金刚石刻划玻璃
C．石墨转化为金刚石 D．铅笔芯折断
3．某物质中只含有一种元素，该物质（）
A．一定是一种单质 B.一定是纯净物
C.一定是化合物
D.可能是纯净物也可能是混合物
4．下列各组物质中，由同一种元素形成的两种单质的是（）(双选)
A．氧气和臭氧（O3） B．氧气和液态氧
C．金刚石和石墨 D．水和冰
5．石墨粉常在高温工作的机器中作润滑剂，这是因为它（）
A.能导电 B有润滑性 C．熔点高 D．无吸附
跟踪培辅：有组长进行跟踪当堂过关。
时间5分钟。
字体质量
书犹药也，善读之，可以医愚。