金刚石、石墨与C60分析
《金刚石石墨和C60》说课稿
《金刚石、石墨和C60》说课稿一、说教材1、教材分析本节课选自义务教育课程标准实验教科书《化学》九年级上册第六单元课题1《金刚石、石墨和C60》第一课时。
本课题包括两部分：碳的单质和碳的化学性质。
我选择的是第一部分碳的单质。
碳的单质主要介绍了金刚石的“硬”、石墨的“软”和导电性以及C60分子的结构特点。
由于木炭、焦炭、活性炭、炭黑等无定形碳是由石墨的微小晶体和少量朵质构成的，因此木炭的吸附性等放在石墨的内容之后介绍。
2、目标确定根据《化学课程标准》的要求及学生实际情况确定教学目标如下：（1）知识与技能①了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
②了解木炭、活性炭的吸附性。
（2）过程与方法通过对金刚石、石墨和C60的初步了解，初步认识结构与性质，性质与用途之间的关系。
（3）情感、态度与价值观通过一种元素可以形成多种单质，让学生初步领悟物质的多样性和复杂性。
3、重点和难点的确立以及突出重点、突破难点的方法本课的重点是金刚石、石墨的物理性质及用途，难点是让学生理解物质的结构决定性质，性质决定用途。
为了解决重点、难点，通过实物、投影以及化学实验和录相材料来激发学生的兴趣，引起学生的重视，解决重点，突破难点。
例如，通过放录相材料来让让学生了解金刚石、石墨在日常生活中的性质和用途，通过实验来培养学生的探究能力，通过实物操作来亲身感知，把金刚石、石墨的结构模型通过放录相材料来帮助学生解决结构决定性质这一难点。
二、说教法本节课采用分析类比、合作探究、演示实验等综合性的教学方法，根据教材和学科的特点，从学生的认识规律出发，以实物引课，激发学生兴趣，以实验为基础，理论为线索，以教师为主导，学生为主体，引导学生在原有知识的基础上进行实验探究，边实验、边讨论、边比较，进行探究性学习，突出获取知识的主动性，同时发展学生的智能，让学生掌握科学的学习方法。
三、说学法主要通过自学、讨论、实验等方法，在教师的引导下，让学生主动参与积极讨论交流为主旨的学习方法，让学生成为课堂的小主人。
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。
课题1金刚石、石墨和C60教案
课题1金刚石、石墨和C60教案一、教学内容本节课选自《化学》教材第三章第一节，详细内容主要包括金刚石、石墨和C60的结构、性质以及应用。
重点分析这三种碳单质的异同，并探讨其在日常生活中的重要作用。
二、教学目标1. 了解金刚石、石墨和C60的结构特点，理解它们之间的相互关系。
2. 掌握金刚石、石墨和C60的物理性质，并能解释其成因。
3. 能够运用所学知识，分析并解决实际问题。
三、教学难点与重点难点：金刚石、石墨和C60的结构与性质的关系。
重点：三种碳单质的物理性质及其应用。
四、教具与学具准备1. 教具：金刚石、石墨和C60的实物或模型，多媒体课件。
2. 学具：实验器材，记录本，碳单质样品。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示金刚石、石墨和C60的实物或模型，引导学生观察并说出它们的特点。
2. 例题讲解：分析金刚石、石墨和C60的结构与性质，讲解三种碳单质的应用。
3. 随堂练习：分组讨论，让学生列举生活中常见的金刚石、石墨和C60的应用实例。
5. 课堂实验：观察金刚石、石墨和C60的物理性质，如硬度、导电性等，并记录实验结果。
6. 结果讨论：分析实验结果，探讨结构与性质的关系。
六、板书设计1. 金刚石、石墨和C60的结构特点2. 金刚石、石墨和C60的物理性质3. 三种碳单质的应用实例七、作业设计1. 作业题目：分析金刚石、石墨和C60在日常生活和工业中的应用，并说明其优点。
2. 答案：略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生是否掌握了金刚石、石墨和C60的结构、性质及其应用，教学过程中是否存在不足。
2. 拓展延伸：引导学生了解其他碳单质，如纳米碳管、富勒烯等，了解它们的特点和应用前景。
同时，鼓励学生在生活中观察、发现碳单质的应用，提高化学素养。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的明确；2. 教具与学具的准备；3. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解和随堂练习；4. 板书设计；5. 作业设计；6. 课后反思及拓展延伸。
金刚石、石墨和c60ppt课件
失去
还原反应
02 课堂巩固
1.既有可燃性，又有还原性的固态单质是( )
B
A. 氧气 B. 木炭 C. 氢气 D. 二氧化碳
2.（2022·武汉）笔、墨、纸、砚并称文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。下列炭黑的性质中属于化学性质的是( )
B
A. 熔点高 B. 可燃性 C. 难溶于水 D. 常温下呈固态
A
立体网状结构层状结构
1.金刚石、石墨、C60 物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同。2.木炭、活性炭：有吸附性。
硬度大、正八面体形状的固体质软滑腻细鳞片状固体
裁玻璃等制铅笔芯作润滑剂等
物理性质
用途
结构
金刚石石墨
决定
体现
决定
体现
知识点 单质碳的化学性质
【自主学习】 阅读课本P110~112，回答下列问题。
可燃性
放出大量的热
放出热量
反应物的量
生成物
对点演练1 （2022·东莞模拟）《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，瓮中收集的黑烟（主要为炭黑）可用于制墨，下列说法错误的是( )
A
A. 炭黑的主要成分是碳的化合物B. 黑烟是由松木不完全燃烧产生C. 炉膛的进气口大小会影响炭黑产量D. 水墨画能长时间保存，体现了常温下碳的稳定性
5.（2022·龙东）我国古代将炉甘石 、赤铜和木炭粉混合后加热到约 ，有如下反应发生： , 。下列有关说法错误的是( )
D
A. 的化学式为 B. 反应前后锌元素的质量不变C. ②反应中 发生了还原反应D. ②反应前后锌元素的化合价升高
金刚石和石墨及C60PPT课件
制防毒面具、吸附色素等
活性炭
C60:
C60是新发现的C的单质
C60主要应用于材料科学、超导 体等方面
碳单质科技发展展望
人造金刚石：
人造金刚石：
人造金刚 石用于材 料科学， 涂于材料 表面增加 耐磨性
将石墨转化成金刚石是 物理变化还是化学变化？
判断同种物质的标准： 1、组成元素相同 2、内部结构相同
二、碳形成的其他单质：C60等
1. 无定性炭：【由石墨晶体结 构和少量的杂质构成】
有焦炭、木炭、活性 炭、炭黑等
观察实验，你能得出什么结论？
结论：
木炭和活性炭都有吸附性， 且活性炭的吸附能力更强
为什么木炭、活性炭会有吸附性呢？
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构
请说说活性炭的这一性质在生 活中有什么应用？
2、“科学预防，战胜非典”是2003年全国人民 抗击“非典”的重要举措。戴一种含有活性炭 的口罩可以预防“非典”，其活性炭的作用 是 。
典型练习:
3、同种元素组成的物质不可能是（ ） A 单质 B 化合物 C 纯净物 D 混合物
典型爆炸后释放出大量纤维状的石墨，他 们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而 停电。试解释这是为什么？
归纳小结 从本课你学到了什么？
本课结束 谢谢观赏
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51、每一种挫折或不利的突变，是带着同样或较大的有利的种子。——爱默生 52、如果你还认为自己还年轻，还可以蹉跎岁月的话，你终将一事无成，老来叹息。 53、勇士搏出惊涛骇流而不沉沦，懦夫在风平浪静也会溺水。 54、好好管教自己，不要管别人。 55、人的一生没有一帆风顺的坦途。当你面对失败而优柔寡断，当动摇自信而怨天尤人，当你错失机遇而自暴自弃的时候你是否会思考：我的自信心呢？其实，自信心就在我们的心中。 56、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。 57、暗自伤心，不如立即行动。 58、当你快乐时，你要想，这快乐不是永恒的。当你痛苦时，你要想，这痛苦也不是永恒的。 59、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。 60、成功的关键在于相信自己有成功的能力。 61、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。 62、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。——雨果 63、只有不断找寻机会的人才会及时把握机会，越努力，越幸运。 64、行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。 65、生活不是林黛玉，不会因为忧伤而风情万种。 66、天才就是无止境刻苦勤奋的能力。——卡莱尔 67、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。——白哲特 68、时间是治疗心灵创伤的大师，但绝不是解决问题的高手。 69、去做你害怕的事，害怕自然就会消失。——罗夫· 华多· 爱默生 70、伟人与常人最大的差别就在于珍惜时间。 71、什么叫作失败？失败是到达较佳境地的第一步。——菲里浦斯 72、忌妒别人，不会给自己增加任何的好处，忌妒别人，也不可能减少别人的成就。 73、虽然我们无法改变人生，但可以改变人生观。虽然我们无法改变环境，但我们可以改变心境。 74、你把周围的人看作魔鬼，你就生活在地狱；你把周围的人看作天使，你就生活在天堂。 75、同样的瓶子，你为什么要装毒药呢？同样的心理，你为什么要充满着烦恼呢？ 76、学习这件事，不是缺乏时间，而是缺乏努力。 77、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。 78、人是可以快乐地生活的，只是我们自己选择了复杂，选择了叹息！ 79、最困难的时候，就是距离成功不远了。 80、智者用无上心智和双手为自己开辟独有的天空，搭建生命的舞台。 81、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。——陀思妥耶夫斯基 82、如果我们有着快乐的思想，我们就会快乐；如果我们有着凄惨的思想，我们就会凄惨。 83、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。 84、在一个崇高的目标支持下，不停地工作，即使慢，也一定会获得成功。 85、失败是坚忍的最后考验。——俾斯麦 86、凡事不要说“我不会”或“不可能”，因为你根本还没有去做！ 87、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。——戴尔· 卡耐基 88、世上最累人的事，莫过于虚伪的过日子。 89、成名每在穷苦日，败事多因得意时。 90、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。——塞内加 91、宁愿做过了后悔，也不要错过了后悔。 92、从绝望中寻找希望，人生终将辉煌。 93、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。 94、人生是一条没有回程的单行线，上帝不会给你一张返程的票。 95、成功的关键在于我们对失败的反应。 96、害怕时，把心思放在必须做的事情上，如果曾经彻底准备，便不会害怕。——戴尔· 卡耐基 97、我们心中的恐惧，永远比真正的危险巨大的多。 98、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 99、两个人共尝一个痛苦只有半个痛苦，两个人共享一个欢乐却有两个欢乐。 100、时光不回头，当下最重要。
《金刚石、石墨和 C60》 讲义
《金刚石、石墨和 C60》讲义一、引言碳是一种非常神奇的元素，它在自然界中以多种形式存在，其中最常见且具有代表性的就是金刚石、石墨和 C60。
这三种物质虽然都是由碳元素组成，但它们的性质和用途却大不相同。
接下来，让我们一起深入了解它们。
二、金刚石1、结构特点金刚石的结构可以用“坚固”来形容。
它是由碳原子以正四面体的形式紧密排列而成，每个碳原子都与另外四个碳原子形成共价键，这种结构使得金刚石具有极高的硬度和稳定性。
2、物理性质金刚石是自然界中最硬的物质，这使得它在工业上有广泛的应用。
它的折射率高，能够折射出璀璨的光芒，因此常被用于珠宝首饰。
此外，金刚石的热导率极高，是良好的热导体。
3、用途（1）工业领域由于其硬度，金刚石常被制成各种切割和磨削工具，如钻头、砂轮等。
在地质勘探和石材加工等行业中发挥着重要作用。
（2）珠宝领域经过精心打磨和切割的金刚石，成为了人们喜爱的珍贵珠宝，象征着永恒和爱情。
三、石墨1、结构特点与金刚石不同，石墨中的碳原子呈层状排列，每一层中的碳原子以六边形的形式连接，层与层之间的结合力较弱，这使得石墨具有良好的导电性和润滑性。
2、物理性质石墨质地柔软，颜色呈灰黑色。
它具有良好的导电性和导热性，同时还具有耐高温的特性。
3、用途（1）铅笔芯石墨质地柔软，容易留下痕迹，因此被用于制作铅笔芯。
（2）电极材料由于其良好的导电性，石墨常被用作电池和电解池的电极材料。
（3）润滑剂层与层之间的弱结合力使得石墨能够在物体表面形成一层润滑膜，减少摩擦，常用于机械润滑。
四、C601、结构特点C60 是一种由 60 个碳原子组成的足球状分子，也被称为“富勒烯”。
这种独特的结构使得 C60 具有一些特殊的性质。
2、物理性质C60 具有一定的导电性和光学性质，在一定条件下可以表现出超导性。
3、用途（1）材料科学在材料领域，C60 被用于研发新型的超导材料、半导体材料等。
（2）生物医药由于其独特的结构和性质，C60 在生物医药领域也有潜在的应用，如药物载体等。
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。
初中化学_金刚石石墨和C60教学设计学情分析教材分析课后反思
《金刚石、石墨和C60》教学设计《金刚石、石墨和C60》学情分析根据学生的年龄特点及心理特征，可知他们对新鲜事物有趣的现象具有强烈的好奇心想动手试一试、做一做。
而这节课的知识就是学生身边熟悉的事物，比如钻石、玻璃刀、铅笔等，在教学过程中让学生亲手尝试做探究实验触摸铅笔芯、石墨电极和铅笔芯的导电性、木炭吸附性实验、制取炭黑等实验可以充分的调动起他们的学习兴趣。
通过前面前五个单元的学习，学生已有了有现象推知性质、由性质了解用途的思维，但是对于结构与性质的关系还不知道，所以通过这节课的学习要使学生初步认识“用途——性质——结构”三者之间的关系。
《金刚石、石墨和C60》效果分析教师的教学模式符合教改意识，能够以探究性学习为主要教学方式。
教学过程分组合作，实现了资源共享，并调动全体学生参与到教学过程之中。
教师充分利用了直观手段和教材中的相关资源，分析现象和问题，突出了教学重点，提高了教学效率。
师生互动、生生互动使得课堂气氛，十分活跃，培养了学生综合分析问题的能力，训练学生的发散思维，激发了学生的学习热情和兴趣。
一、教材处理与资源开发。
本节课教师把握课标到位，全新整合教材内容，重难点突破到位。
教师充分能够运用方法来解决问题，同时注重培养学生探究的能力，同时有效地开发教材外的资源和课堂内新生成的动态资源，处理得当。
二、主要学习活动有效性分析。
1.学习氛围。
学生组成小组，进行相关学习的讨论。
在这节课中，老师能够营造良好的思维活动氛围，不断地激励学生完成探究问题。
本节课堂中总是不断以问题呈现，教学设计中体现平等、激励，这让学生能有不断收获成功的喜悦。
2.思维活动。
带着问题进入本节课，首先让学生能够思想高度集中。
这也为学生完成下一个问题提供了基础。
本节课主要是运用了学生综合分析问题的能力和对以往知识的回顾和应用。
3.师生、生生互动的质量。
本节课中能有效地进行师生互动、生生互动，效果不错。
教师就教材内容提出问题，把问题的解决权交给学生，由学生对问题进行个性化的表达。
金刚石、石墨和C60
金刚石
正八面体
石墨
C60
外观
导电性
形似足球 层状结构 无色、透明、 深灰色、不透明、细鳞 固体、金属 光泽、黄色 固体、有光泽 片状固体、金属光泽 几乎不导电
良好
硬度 用途
组成元素 性质不同 的原因
最硬 质软 钻头、刻刀、 铅笔芯、电极、润滑剂 装饰品等
对其性质的研 究正在进行中
制备新材料、 器件等
都是由碳元素组成的 碳原子排列方式不同
金刚石、石墨和C60的结构
结构
决定 反映
性质
决定 反映
用途
早在20世纪30年代就已经有了生产人造金刚石的工厂，只是传统工艺所用 的原料一直是石墨。由于石墨的密度大约只有金刚石的2/3，所以完成这个变化 需要高温和高压的条件。遗憾的是，这样做成的人造金刚石虽然和天然金刚石 硬度相当，但是透明度和外形都达不到天然金刚石的水平。 20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应 用前景。因为计算机芯片的基体材料硅的导热性不好，这成为进一步提高技术 时的难题。而金刚石在导热性方面远远超过硅（甚至超过铜和银），于是它成 了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。 人们想到，金刚石既然是碳的一种单质，为什么不可以用碳原子作为 构建金刚石晶体的原料，而一定要通过破坏石墨的晶体来完成呢？灵巧的化学 家很快就完成了这项研究。透明的、晶莹璀璨的人造金刚石就这样在实验室里 诞生了。 虽然还没有能够制造出大颗粒的金刚石晶体（所以大颗粒的天然金刚 石仍然价值连城），但是已经制成了金刚石的薄膜。
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我 们常说的钻石的原身，它是一种由 碳元素组成的矿物，是碳元素的同 素异形体。金刚石是目前在地球上 发现的众多天然存在中最坚硬的物 质。金刚石的用途非常广泛，例如 ：工艺品、工业中的切割工具。石 墨可以在高温、高压下形成人造金 刚石，也是贵重宝石。
金刚石 石墨 C60 比较
金刚石、石墨和c60的结构比较
金刚石中每一个C原子和四个C等价结合，采用sp3杂化轨道，空间构型是正四面体，石墨采取sp2杂化轨道，在石墨层上面每一个C原子与周围的3个C通过sp2杂化轨道进行结合，那么它应该是正三角或者形成六员环。
而C60是采取什么杂化轨道呢？每一个C原子与附近的3个C原子结合。
如果是严格的sp2，那么应该与石墨的层状结构一样。
但是C60为球状的，研究表明它采取的杂化形式是sp2.26（可以近似地看为sp2杂化）。
三种同素异形体中C－C键间的键角分别是：金刚石109°28″ 、石墨、120.0°C60近似为120°。
石墨中C－C键的键长比金刚石中的短一些（但是石墨的两个层之间的距离较大）。
请注意C60中的C－C键长有两种，一种是两个六员环共用的C－C键，其键长为139.1pm，另一种是六员环与五员环共用的C－C 键，其键长为145.5pm。
关于空间构型，金刚石是三维空间网状结构，石墨是二维空间层状结构，而C60是三维球状结构。
其他还有密度、电阻等性质就不一一介绍了，请参见上表。
至于硬度，大家知道金刚石是世界上所发现的最硬的物质，如果定它的硬度为10，那么石墨才相当于1。
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。
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
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 知识讲解
金刚石、石墨和C60【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：（高清课堂《金刚石、石墨和C60》）名称金刚石石墨C60外观无色透明、正八面体形状的固体，仔细琢磨后有璀璨夺目的光泽深灰色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽C60分子形状似足球导电性几乎不导电良好几乎不导电硬度天然存在的最硬的物质质软（最软的矿物之一）质脆导热性良好良好很差用途钻头、刻刀、装饰品等电极、铅笔芯、润滑剂等制备新材料、超导材料等3.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。
专题14 碳单质的多样性(解析版)_1
专题14碳单质的多样性目录一、热点题型归纳 (1)【题型一】碳单质的结构 (1)【题型二】碳单质的性质与用途 (3)【题型三】碳的可燃性 (4)【题型四】碳的还原性 (7)【题型五】碳单质与其他的综合 (9)二、分阶培优练 (12)【题型一】碳单质的结构【典例分析】如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。
下列有关说法正确的是（）A．三种物质都是由碳原子直接构成的B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同C．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同【答案】B【详解】A、金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的，碳六十是由碳六十分子构成，故A错误；B、金刚石是空间网状结构，石墨是层状结构，碳六十呈足球形状，在三种物质中碳原子的排列方式都不相同，故B正确；C、三种物质在足量氧气中燃烧的产物都是二氧化碳，故C错误；D、三种物质的组成元素相同，它们的物理性质不相同，故D错误。
故选：B。
【提分秘籍】基本规律1. 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的三种不同单质，它们性质差异明显的原因是碳原子的排列方式不同。
2. 木炭、活性炭：由于木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此它们具有吸附性。
活性炭的吸附作用比木炭强。
【变式演练】1．金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，两者物理性质存在明显差异的原因是（）A．原子种类不同B．原子大小不同C．原子质量不同D．原子排列方式不同【答案】D【详解】金刚石和石墨的物理性质差异很大是因为它们的原子排列方式不同，金刚石中，碳原子的排列方式是正八面体结构，而石墨中的碳原子的排列方式是层状结构。
故选：D。
2．金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。
其原因是（）A．构成它们的原子数目不同B．原子的结构不同C．构成它们的原子大小不同D．碳原子的排列方式不同【答案】D【详解】A、构成金刚石、石墨和C60的原子数目不同，但不能决定物理性质，故A不正确；B、构成它们的原子的电子层数相同，且每一层上的电子数也相同，原子的结构相同，故B不正确；C、金刚石、石墨和C60是由碳原子构成，构成它们的原子大小相同，故C不正确；D、金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，原因是构成它们的原子排列的方式不同，故D正确。
61金刚石石墨C60详解
“炭” 表示由碳元素组成的某种 单质—木炭、活性炭、焦 炭、炭黑等。
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”。
为什么能用石墨制作铅笔芯?
因为石墨是深灰色、有金 属光泽、不透明的细磷片状固 体；石墨很软。
铅笔里含铅（Pb）吗?
铅笔芯是石墨和粘土混合而成的。
作画用的铅笔常用 “6B”的； 涂答题卡的铅笔常用 “2B”的； 写字用的铅笔常用“HB”的；制 图用的铅笔常用 “6H”的。在不 同型号的铅笔中， 谁最硬？ 谁最 用6 B铅笔软？作谁的含素的描石画墨较多？
练一练
1、关于C60 的说法中正确的是（ ）
A、它是一种新型的碳的化合物 B、它是一种新型的碳的单质 C、它是由碳原子直接构成的 D、它的相对分子质量是60
2、下列各物质的用途是利用了该物质的什 么性质
（1）石墨常用于电池的电极，是因为_导__电；性
（2）活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，是 因为_吸_附_；性
无定形碳的用途
无定性碳的主要用 途有取暖、写生、作吸 附剂、颜料等。
几种无定形碳的比较
4、C60
C60 的分子结构
请说出 图文中 给出的 信息。
⒈ C60是分子构成的。 ⒉ 每个C60分子是由60个碳
原子构成的。 ⒊ C60分子的结构形似足球。
1、金刚石、石墨和C60性质、用途等的比较：
外观 硬度 导电性 导热性
铅笔中的H、B：
H代表Hard，坚硬的； B代表Black，黑的。
作画用的铅笔常用 “6B”的； 涂答题卡的铅笔常用 “2B”的； 写字用的铅笔常用“HB”的；制 图用的铅笔常用 “6H”的。在不 同型号的铅笔中， 谁最硬？ 谁最 软？谁含的石墨较多？
金刚石、石墨、C60说课稿
金刚石、石墨和C60说课稿初三化学备课组王顺昌各位评委、各位老师：大家好!能与在座的各位评委、老师在一起学习交流，我非常高兴。
今天，我说课的内容是人教版九年级化学第六单元课题1《金刚石、石墨和C60》第一课时，下面，我从说教材分析、说学情分析、说教学目标、说教学重难点、说教法学法、说教学过程、说教学反思七个方面谈谈我的教学设想。
一、教材分析：(一)地位和作用自从引导学生走进化学世界后，他们就学会了怎样从化学视角去认识身边的化学物质，比如氧气、氢气和水等物质，相继在老师的引领下，他们又闯入了微观世界，初步了解了物质构成的奥秘，学会了一些基本的化学概念和化学技能；在此基础上，本单元将继续引导同学们深入、细致地研究碳和碳的氧化物。
本课题包括两部分，分两课时完成本课题的教学内容：第一课时介绍碳单质的物理性质、用途及结构、性质、与用途的关系，第二课时学习碳单质的化学性质。
今天我要说的是第一课时的教学思路。
这一知识模块主要介绍了金刚石、石墨、C60的重要物理性质和结构特点。
在介绍石墨的同时又穿插介绍了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使学生树立结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质等的观点。
掌握了这一重要化学思想后，可以使学生更好的体会学习化学的意义，感受化学世界的魅力之所在。
（二）、课标要求了解碳单质的主要性质和用途。
（三）考标要求：了解碳单质的主要性质和用途。
二、学情分析1.学生已对氧气性质有所掌握，实验的基本技能已经初步形成并得到发展,并且在水的净化学习中已经知道活性炭碳吸附性。
很容易实现从气态非金属到固态非金属单质性质认识的过渡。
2. 九年级化学一开始就让学生能接触到物质，使他们对物质有一定地感官认识。
但分子、原子、元素、化合价等内容，又让他们进入了抽象的世界。
这一课的到来，使学生回到了物质世界，回到了直观感受，回到了实验探究。
所以，这一课的成功与否，将直接影响学生的学习兴趣和学习情绪。
教师应抓住学生对知识渴望和对物质好奇的心理，充分地利用网络信息和资源，并收集整理，用于课堂教学，这样既能吸引学生，又能拓展学生的视野。
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A. 它是一种化合物 B. 它是一种单质， 并且它是有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
5、下列现象中属于化学变化的是（
D
）
A. B. C. D.
活性炭吸附有色、有毒的气体 铅笔把字迹留在纸上 用金刚石切割玻璃 石墨在空气中燃烧
2.石墨
颜色 形状 硬度 导电性
深灰色，有金属光泽 细磷片状固体 软 优良 滑腻感
手感
生锈的铁锁
2.石墨的用途
物理性质
颜色
用途
铅笔芯
电极、电刷
深灰色
石 硬度 导电性 墨
手感
质软
能导电
滑腻感
润滑剂
金刚石（
C ）
石墨（
C ）
色态 无色透明、正
硬度
深灰色、有金属色 八面形状的固体 泽，细鳞片状固体 质软、滑、在纸上 可留下痕迹 高（耐高温） 导电（良好）
灰黑色的多 孔性固体 灰黑色多孔 颗粒状固体
木材隔绝空气加 作燃料、冶炼金属、 制活性炭、有吸附 强热
作用
木炭在高温下用 净化多种气体和液 体、做防毒面具、 水蒸气处理
制糖工业里脱色制 白糖
浅灰色多孔 性固体 极细的黑色 粉末
烟煤隔绝空气加 冶炼金属 强热 含碳物质不完全 燃烧
制油墨、油漆、鞋油、 颜料等，橡胶制品的填 料
第六单元 碳和碳的氧化物
不同的元素组成不同的物质。那么，同 种元素可以组成不同的物质吗?
由同种元素组成的纯净物叫做什么?
-----单质
同种元素可以组成不同的单质吗?
------可以!
例如:
氧元素组成氧气和臭氧, 磷元素组成红磷和白磷.
碳元素也可以组成不同的单质!
课题1
金刚石、石墨和C60
（第一课时）
最硬 (天然存在) 很高 几乎不导电
熔点
导电性 用途
钻头、玻璃刀、 装饰品
润滑剂、 铅笔芯、作电极
【思考讨论】金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质， 为什么物理性质会相差这么远呢？
金刚石结构
石墨结构
物理性质不同的原因：碳原子的排 列方式不同。
讨论：
结合金刚石和石墨的结构、性质 和用途，物质的结构、性质与用途 之间有什么关系？
3.其他碳单质 C60
更新的碳单质：
C70
C240
C540
一、碳的单质
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
物理性质 无色透明、强折光性的 用途 做钻石、切割玻璃或
金刚石
固体、硬度最大
深灰色、有金属光泽、
大理石、做钻头
做铅笔芯、做电极、 做润滑剂
石 墨
质软、导电性、有滑腻
性
2.金刚石、石墨、C60物理性质不同的原 因：碳原子排列方式不同。
3. 木炭、活性炭具有吸附性。原因是它们都 有疏松多孔的结构。 4.同一种元素可以组成性质不同的多种单质。 5.物质的结构决定性质；性质决定用途。
课堂练习
碳元素组 1.金刚石、石墨、 C60都是由______ 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 原子排列方式不同。 它们____________ 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
课堂练习
3 、消防员抢险时，佩带的防毒面具中装有 吸附作用 活性炭，其作用是_____________ 。 你认为吸附过程是化学变化？ 还是物理变化呢？ 你的根据是什么？ 没有新物质生成
4、 继发现C60后C70也已经制得, 下列有关C70的说法正确的是( B、D )
实验探究
木炭能吸附红墨水吗？
现象：
红色逐渐褪去
为什么木炭会具有吸附性呢？
显 微 镜 下 的 木 炭 的 结 构
ห้องสมุดไป่ตู้
疏松多孔的结构
防毒面具
活性炭的吸附 作用比木炭还 要强，防毒面 具里的滤毒罐 就是利用活性 炭来吸附毒气 的，
活性炭
辅助 材料
滤毒罐
几种无定形碳的比较
颜色、状态
制法
用途
木 炭 活 性 炭 焦 炭 炭 黑
金刚石
石墨
C60
金刚石、石墨、 C60都是 由碳元素组成的单质
1、金刚石
金刚石由什么元素组成？ 碳元素（C） 金刚石的颜色和状态是怎样的？ 纯净的金刚石是无色透 明正八面体形状的固体。 金刚石有哪些用途？ 装饰品——钻石 切割硬物 金刚石可以切割硬物，体现了金刚石的什么性 质？ 硬度大 天然存在的最硬的物质
结构
决定
性质
决定
用途
体现
体现
【思考讨论】 在一定条件下，石墨和金刚石可以相互转化， 它们之间的转化属于物理变化还是化学变化？ 属于化学变化，原因是石墨和金刚石属于两种 不同的物质，在转化过程中有新物质生成。
无定形碳
通常称为无定 形碳的有活性炭、 木炭、焦炭、炭黑 等。 木炭是一种灰黑 色的多孔性固体，燃 烧时，产生的烟很少， 火焰很小