足球烯结构解析讲解学习
高中化二检测：第1章 物质结构 元素周期律 章末检测 含答案
章末检测（时间：90分钟满分:100分）一、选择题（本题包括16个小题，每个小题3分,共48分。
每小题只有一个选项符合题意）1．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦"尚未客满。
若发现119号元素，请在“元素大厦"中安排好它的“房间”(）A．第七周期0族B．第六周期第ⅡA族C．第八周期第ⅠA族D．第七周期第ⅦA族答案C解析按目前元素周期表的编排原则，第七周期应有32种元素，则前七个周期共有118种元素，119号元素应位于第八周期第ⅠA 族。
2．正确掌握化学用语是学好化学的基础，下列有关表述正确的是（）A．H、D、T互为同素异形体B．氨分子中的化学键为非极性共价键C．NH4Cl的电子式：D．S2－的结构示意图：答案D解析H、D、T互称为同位素,A错误；氨分子中的化学键为极性共价键，B错误;氯离子的电子式错误,C错误。
3．下列各元素的原子在形成不同物质时，既能形成非极性键，也能形成极性键,还能形成离子键的是()A．Na B．Fe C．O D．Ar答案C解析依题意知该元素必为非金属元素。
4．食盐(NaCl）是生活中常用的调味品，HCl是胃酸的主要成分,下列关于两种物质的说法正确的是（)A．炒菜时放入食盐并不破坏NaCl中的化学键B．HCl的电子式是C．NaCl熔化时破坏共价键D．HCl的结构式是H-Cl答案D解析NaCl中存在离子键,NaCl溶解和熔化过程中，离子键均被破坏，故A、C错误；HCl的电子式为，结构式为H—Cl，故B错误，D正确.5．下列各组元素性质递变情况错误的是（)A．H、Be、B原子最外层电子数依次增多B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高C．B、C、N、O、F原子半径依次增大D．Li、Na、K、Rb的金属性依次增强答案C解析考查元素性质和在周期表中的位置关系，是常见题型。
同周期元素（除稀有气体），从左到右核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐减小，最高化合价逐渐升高，非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱；同主族元素，从上到下电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
新教材 苏教版高中化学必修第一册 专题5 微观结构与物质的多样性 知识点考点重点难点提炼汇总
专题5 微观结构与物质的多样性第一单元元素周期律和元素周期表.................................................................................... - 1 - 第1课时元素周期律.................................................................................................. - 1 - 第2课时元素周期表元素周期表的应用.............................................................. - 6 - 第二单元微粒之间的相互作用.......................................................................................... - 12 - 第1课时离子键........................................................................................................ - 12 - 第2课时共价键分子间作用力................................................................................ - 16 - 第三单元从微观结构看物质的多样性............................................................................ - 21 - 微专题6“位—构—性”在元素推断题中的应用 .............................................................. - 25 -第一单元元素周期律和元素周期表第1课时元素周期律一、原子序数及元素的原子核外电子排布、原子半径、元素化合价的变化规律1．原子序数化学家按照核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号，这种编号叫作原子序数。
模型符号的建立与作用(练习)(解析版)
浙教版八年级下册第二章第1节模型、符号的建立与作用【同步练习-解析】一、选择题1．（金华中考真题）为了认识和理解一些不能直接观察到的或复杂的事物，人们会通过制作模型或模拟实验进行研究。
下列属于模型的是（）A．用力拉板使纸断裂B．向内推书使书隆起C.地球仪D.铅笔在篮球和木板上移动【答案】C【解析】A．用力拉板使纸断裂，这是模拟向两侧拉的力的作用下地壳的变化的模拟实验，故A不符合题意；B.向内推书使书隆起，这是模拟挤压力下地壳的变形的模拟实验，故B不符合题意；C.地球仪是地球的模型，故C符合题意；D.铅笔在篮球和木板上移动，这是模拟地球上远去的帆船实验，是模拟实验，故D不符合题意。
2.（湖州一模）下列科学家的科学研究中，没有用到模型的是（）A．欧姆定律：UIR=B．α粒子轰击原子C．DNA双螺旋结构D．磷元素：P 【答案】D【解析】A．欧姆定律UIR=，是一个公式，抽象表示电流、电压和电阻三者之间的一种关系，是模型，不符合题意；B．α粒子轰击原子，根据实验现象建立的模型，不符合题意；C．DNA双螺旋结构，是遗传物质的一种结构模型，不符合题意；D．磷元素P，是一符号不是模型，符合题意。
故选D。
3.（台州一模）19世纪初，道尔顿提出原子论，用一些圆圈再加上各种点、线和字母表示不同的原子，如图是道尔顿当时采用的原子符号，根据这些符号，水分子的模型是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】水分子的化学式是H2O，即一个水分子中有两个氢原子和一个氧原子，所以B符合题意；故答案为：B。
4．（温州一模）以下属于符号的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】A. 由图示可知，表示的是溶解度曲线，故A不符合题意；B. 由图示可知，表示的是物质受到的浮力和排开液体的重量之间关系，属于物理模型，故B不符合题意；C. 图示表示的是绿色食品的标志，属于符号，故C符合题意；D. 由图示可知，表示的是物质之间反应的体积与质量之间关系的图像，不是符号，故D 不符合题意。
2021年高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》经典练习(答案解析)(3)
一、选择题1．下列说法正确的是A．“超分子”是相对分子质量比高分子更大的分子B．“液晶”是将普通晶体转化形成的液体C．“等离子体”是指阴阳离子数相等的晶体D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上都是碳单质答案：D解析：A．“超分子”是由小分子组装而成的具有一定高级结构的巨分子，其有确定的分子组成，但其相对分子质量要比高分子小很多，A错误；B．“液晶”是一类特殊的物质存在状态，既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，而不是将普通晶体转化形成的液体，B错误；C．“等离子体”又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，不是指阴阳离子数相等的晶体，C错误；D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上元素组成仅有C元素，因此属于碳元素的一种碳单质，D正确；故合理选项是D。
2．我国的超级钢研究居于世界领先地位。
某种超级钢中除Fe外，还含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%。
下列说法中错误的是A．上述五种元素中，有两种位于周期表的p区B．超级钢的晶体是金属晶体C．X-射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构D．超级钢中存在金属键和离子键答案：D解析：A．上述五种元素中，C、Al的最外层电子都分布在p轨道，所以它们位于周期表的p区，A正确；B．超级钢属于合金，它的晶体中只存在金属键，所以属于金属晶体，B正确；C．X-射线衍射实验，可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析，从而确定超级钢的晶体结构，C正确；D．超级钢是金属晶体，因此只存在金属键，不存在离子键，D不正确；故选D。
3．下列说法正确的是A．NaH与KCl均含离子键B．NH4Cl含N-H共价键，是共价化合物C．HCl在水中可电离出H+和Cl－，是离子化合物D．工业合成氨反应中有非极性键的断裂和生成答案：A解析：A. NaH 由钠Na +和H - 构成、与KCl 均含离子键，A 正确；B. NH 4Cl 由铵离子和氯离子构成，是离子化合物，铵离子内含N-H 共价键，B 错误；C. HCl 分子在水中被破坏，可电离出H +和Cl －，HCl 是共价化合物，C 错误；D. 工业合成氨反应中氮气和氢气参加反应，分子内非极性键断裂，反应生成的氨分子内存在共价极性键，D 错误；答案选A 。
初中化学人教九年级上册(2023年新编) 碳和碳的氧化物 金刚石石墨足球烯 教案
课题1 金刚石、石墨和C60【教学目标】知识与技能1.知道不同种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；2.了解金刚石、石墨、木炭、活性炭的主要物理性质和用途；3.了解结构、性质、用途三者的关系。
过程和方法：培养整理信息的能力。
情感、态度与价值观：培养以发展的观点看待碳的单质。
【重点、难点】1.了解金刚石、石墨、活性炭、木炭的性质和用途；2.了解结构、性质、用途三者的关系。
【教学过程】自主学习1（1）碳元素是否可以组成不同的单质呢？如果可以，组成的单质有哪些? （2）金刚石的物理性质及用途。
（3）石墨的物理性质及用途。
1.金刚石2．石墨石墨性质用途深灰色,有金属光泽,不透明的细磷片状固体，质软(在纸上画过能留下深灰色的痕迹)铅笔芯能导电电极滑腻润滑剂自主学习2（1）在日常生产生活中，我们常常用到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，这些物质的主要成分也是碳单质，而且它们的结构与石墨类似。
（2）木炭和活性炭的物理性质及用途。
3.无定形碳木炭：由于木炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。
利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。
活性炭：活性炭的吸附能力比木炭强。
用于呼吸面具等。
实验6-1 木炭(或活性炭)的吸附性实验探究1：木炭和活性炭的吸附性在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。
投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
现象：红色逐渐消失。
分析：木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性。
思考：吸附过程是物理变化。
生：制作防毒面具。
自主学习3讨论：结合金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系？4.新型碳单质每个C60分子是由60个碳原子构成的。
C60分子形似足球。
C60在材料、超导体等方面有广阔的前景。
资料卡片C60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①气体的贮存；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光学应用等。
新教材2022年高中化学苏教版必修第1册学案：专题5 第3单元 从微观结构看物质的多样性
第三单元从微观结构看物质的多样性一、同素异形现象1．同素异形现象：同一种元素能够形成几种不同的单质的现象。
2．同素异形体：同一种元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。
3．常见的同素异形体：(1)碳的同素异形体：金刚石、石墨、足球烯(C60)差异分析碳原子的成键方式和排列方式不同(2)氧的同素异形体：O2和O3。
(3)磷的同素异形体：白磷和红磷。
1．(知识关联)氕、氘、氚形成的氢气单质互称为同素异形体吗？提示：不是。
因为形成的H2结构相同，性质相同。
2．(情境思考)白磷是一种非常活泼的非金属单质，常温下在空气中能自燃。
白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得灰黑色固体——黑磷，其转化过程如下：白磷黑磷，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。
黑磷是否能导电？白磷转化为黑磷是物理变化还是化学变化？提示：能；化学变化。
黑磷结构与石墨相似，故性质相似，即能导电。
二、同分异构现象1．同分异构现象和同分异构体：2．实例：(1)正丁烷和异丁烷(2)乙醇和二甲醚1．(知识关联)互为同分异构体的物质相对分子质量一定相同，但相对分子质量相同的物质其分子式一定相同吗？提示：不一定。
如H2SO4与H3PO4的相对分子质量均为98。
2．(情境思考)同分异构体是造成有机物种类繁多的原因之一，是否只有有机物才存在同分异构现象？提示：不是。
如氰酸铵(NH4CNO)与尿素[CO(NH2)2]互为同分异构体。
三、晶体与非晶体1．晶体：2．晶体的结构与性质特点：3．常见的晶体：(1)离子晶体①概念：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
②性质：熔点较高、硬度较大。
固态时不导电，在熔融状态下或水溶液中能够导电。
③微粒间的作用力：离子键。
(2)分子晶体①概念：由分子构成的物质所形成的晶体。
分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列形成的。
②性质：熔、沸点较低、硬度较小，不能导电。
③微粒间的作用力：分子间作用力、氢键。
(必考题)高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》检测(有答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：139820]已知CsCl 晶体的密度为ρg·cm -3，用N A 表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs +的核间距为acm ，CsCl 的晶胞结构如图所示，则CsCl 的摩尔质量可以表示为（ ）A ．3A N a ρ⋅⋅g·mol -1B ．3A N a ρ6⋅⋅g·mol -1 C ．3A N a ρ4⋅⋅g·mol -1 D ．3A N a ρ8⋅⋅g·mol -1 2．(0分)[ID ：139811]C 60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，如图所示，在C 60分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连，60个碳原子组成若干个正六边形和正五边形，碳均为＋4价。
则下列有关说法中不正确的是A ．C 60的熔点比石墨的熔点低B ．C 60分子中碳原子的杂化方式与甲烷中碳原子的不同C ．C 60分子中含有80个σ键、30个π键D ．影响足球烯的熔沸点的是分子间作用力3．(0分)[ID ：139807]下列叙述不正确的是①离子化合物中一定有离子键，可能有共价键②熔点: Al ＞Na ＞K③第IA 、IIA 族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④元素周期表中从Ⅲ B 族到II B 族10个纵行的元素都是金属元素⑤沸点: NH 3＜PH 3＜AsH 3⑥NaCl 和HCl 溶于水破坏相同的作用力⑦因为常温下白磷可燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，所以非金属性：P ＞N A ．②④⑥ B ．③⑤⑥⑦ C ．②④⑥⑦ D ．⑤⑥⑦4．(0分)[ID ：139803]短周期元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数之和为32。
X 的最高正价和最低负价代数和等于0；其阴离子和He 原子具有相同的核外电子排布；Z 是地壳中含量最高的元素；W 的气态氢化物和其最高价含氧酸都是强酸。
(常考题)人教版高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》测试题(有答案解析)(5)
一、选择题1．(0分)[ID ：139811]C 60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，如图所示，在C 60分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连，60个碳原子组成若干个正六边形和正五边形，碳均为＋4价。
则下列有关说法中不正确的是A ．C 60的熔点比石墨的熔点低B ．C 60分子中碳原子的杂化方式与甲烷中碳原子的不同 C ．C 60分子中含有80个σ键、30个π键D ．影响足球烯的熔沸点的是分子间作用力 2．(0分)[ID ：139802]下列说法正确的是 A ．Na 2O 与Na 2O 2所含的化学键类型完全相同 B ．离子晶体中一定存在共价键C ．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高D ．石墨晶体中有共价键、范德华力、金属键等几种电性作用 3．(0分)[ID ：139899]下列有关物质性质的判断正确的是 A ．熔点：SiO 2＜CO 2 B ．沸点：H 2O ＜H 2S C ．晶格能：CaCl 2＜MgCl 2D ．热稳定性：HF ＜HCl4．(0分)[ID ：139892]下列说法不正确的是A ．NCl 3中N —Cl 键的键长比CCl 4中C —C1键的键长短B ．+3I 离子的空间结构是V 形C ．Fe 成为阳离子时首先失去能量最高的3d 轨道电子D ．区分晶体、准晶体及非晶体的最可靠方法是对固体进行X 射线衍射实验 5．(0分)[ID ：139887]下列各组物质性质的比较，结论正确的是 A ．分子的极性：33BCl NCl < B ．物质的硬度：NaF ＜NaIC ．物质的沸点：HF HCl <D ．在2CS 中的溶解度：42CCl H O <6．(0分)[ID ：139886]如图为冰晶体的结构模型，大球代表O ，小球代表H 。
下列有关说法正确的是A．冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体C．水分子间通过H—O形成冰晶体D．冰融化后，水分子之间空隙增大7．(0分)[ID：139883]某酒精检验器的工作原理为2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4=3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O。
模型符号的建立与作用(讲义)(解析版)
浙教版八年级下册第二章第1节模型、符号的建立与作用【知识点分析】一.模型1.模型法：人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来反映和代替客观对象，并通过研究这个模型来揭示客观对象的形态、特征和本质的方法。
2.模型的意义和作用：帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。
3.模型的分类：（1）对不易观测的物体进行放大或缩小：地球仪、行星模型、分子结构、细胞结构。
（2）模型可以是一幅图、一张表或是计算机图像。
（3）可以是对复杂的对象和过程的示意：比如化学反应过程模型描述。
（4）模型可以是抽象的概念：数学公式或某些特定的词，如“黑箱”模型。
二.符号1.符号的定义：是指有一定意义的图形、文字等，是代表事物的标记。
2.符号的意义和作用：用符号能简单明了地表示事物；用符号可避免由于外形不同引起的混乱；用符号可避免表达的文字语言不同而引起的混乱。
3.符号的分类：数学运算符号、交通符号、汽车标志、元件符号、商标、单位符号等。
三.模型与符号的应用1.表示物质变化的过程：2.简化事物的描述【例题分析】【例1】仔细观察下列四张图片，不属于模型的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】A．此图为交通信号标志，不属于模型，故A符合题意；B．此图是坐标图模型，故B不符合题意；C．此图是细胞模型，故C不符合题意；D．此图是分子模型，故D不符合题意。
2．下列图示不属于模型的是（）A．足球烯B．电路图C．m-V图D．危险品标识【答案】D【解析】A．图中为足球烯模型，故A不符合题意；B.电路图是用规定的元件符号表示电路连接关系的示意图，属于物理模型，B不符合题意；C．图中为m-V的关系图象，属于物理模型，故C不符合题意；D．图中是安全警示标志，不属于模型，故D符合题意。
3．下列不属于模型的是（）A．svtB．C．D．【答案】C【解析】A．这是一个速度的计算公式，属于物理模型，故A不符合题意；B ．这是一个水分子模型，故B 不符合题意；C ．这是一个人行横道的警示标志，故C 符合题意；D ．这是一个C 60分子结构模型，故D 不符合题意。
华南师范大学附属中学高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》知识点总结(培优)
一、选择题1．下列说法正确的是A．“超分子”是相对分子质量比高分子更大的分子B．“液晶”是将普通晶体转化形成的液体C．“等离子体”是指阴阳离子数相等的晶体D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上都是碳单质答案：D解析：A．“超分子”是由小分子组装而成的具有一定高级结构的巨分子，其有确定的分子组成，但其相对分子质量要比高分子小很多，A错误；B．“液晶”是一类特殊的物质存在状态，既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，而不是将普通晶体转化形成的液体，B错误；C．“等离子体”又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，不是指阴阳离子数相等的晶体，C错误；D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上元素组成仅有C元素，因此属于碳元素的一种碳单质，D正确；故合理选项是D。
2．我国的超级钢研究居于世界领先地位。
某种超级钢中除Fe外，还含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%。
下列说法中错误的是A．上述五种元素中，有两种位于周期表的p区B．超级钢的晶体是金属晶体C．X-射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构D．超级钢中存在金属键和离子键答案：D解析：A．上述五种元素中，C、Al的最外层电子都分布在p轨道，所以它们位于周期表的p区，A正确；B．超级钢属于合金，它的晶体中只存在金属键，所以属于金属晶体，B正确；C．X-射线衍射实验，可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析，从而确定超级钢的晶体结构，C正确；D．超级钢是金属晶体，因此只存在金属键，不存在离子键，D不正确；故选D。
3．下列关于化学与生活的说法错误的是A．Ti被称为继铁、铝之后的第三金属，其化学性质稳定，耐腐蚀B．适当的催化剂是改变反应速率的有效方法之一，但在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况时，理想的催化剂不能大幅度提高目标产物在最终产物中的比率C．壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。
如何将B12分子构型转变为足球烯分子构型
柏 拉 图 体 转 变 为 阿 基 米 德 体
用球棍模型来表达这种转变，实际上是将B12分子转变为足球烯C60分子。
硼
BCN
碳 磷
Al Si P
单 质
Ga Ge As
均
能
形
成
笼
状
分
子
B12
C60
顶点数(V)＋面数(F)＝棱边数(E)＋2
柏 拉 图 体
正二十面体
二千多年前的古希腊哲学家柏拉图证明：顶角相同只有一种多 边形封闭的凸多面体有且只有5种。
阿 基 米 德 体
三十二面体
二千多年前的古希腊学者阿基米德证明：顶角相同由两种多 边形封闭的凸多面体有且只有13种。
柏 拉 图 体 转 变 为 阿 基 米 德 体
欧 拉 公 式
60
52
53 51
36 35
37
34
56 55
54 39 38 19
17 16181550 33 32 14
49 59
41 40
43
31 48
21 20 6
5
2
1
13 30 12
7 22 8
9
11 10 29
23 25 42 24
26 28 27 47
43 44 57
45 46 58
欧拉公式：
P4
元素周期表对物质结构的探索仍然具有指导意义。
足球烯剖析
70+(x+y)-1\2(3X70)=2 (欧拉定理) 解得：五边形数 x=12
六边形数 y=25
A.每个五边形周围有三个六边形 B.每个五边形周围有五个六边形
C.每个六边形周围有三个六边形
D.每个六边形周围有三个五边形
关于C60分子,下列说法正确的是
A.每个五边形周围有三个六边形 B.每个五边形周围有五个六边形
C.每个六边形周围有三个六边形
D.每个六边形周围有三个五边形
关于C60分子,下列说法正确的是
A.每个五边形周围有三个六边形 B.每个五边形周围有五个六边形
C.每个六边形周围有三个六边形
D.每个六边形周围有三个五边形
关于C60分子,下列说法正确的是
A.每个五边形周围有三个六边形 B.每个五边形周围有五个六边形
C.每个六边形周围有三个六边形
D.每个六边形周围有三个五边形
关于C60分子,下列说法正确的是
个分子中一共有( 90 )条棱。
点与面的关系
分析点与面的关系可知，一个 碳原子分属于相邻的三个面，那么 每个面实际占有一个碳原子的（ ） (填分数)。设C60分子中有x个五边 形,y个六边形，其点与面关系方程 可表示为 ( )。
分析点与面的关系可知，一个 碳原子分属于相邻的三个面，那么 每个面实际占有一个碳原子的（1 /3)(填分数)。设C60分子中有x个五 形,y个六边形，其点与面关系方程 可表示为 ( 5x+6y=180 )。
(A) C60F30
(C) C60F90
(B) C60F60
(D) C60F120
碳-60分子在一定条件下可以与 F2发生充分加成反应,其产物是
(A) C60F30
足球烯的化学式是什么
足球烯的化学式是什么
1、足球烯(footballene)是单纯由C元素结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个面为正五边形，20个面为正六边形，整个分子形似足球，因此得名。
2、其结构图如下所示: 足球烯的分子式为C60，60个碳原子占据60个顶点，处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp2杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。
3、碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为108°或120°，因此整个分子为球状。
4、每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。
5、分子轨道计算表明:足球烯具有较大的离域能。
6、足球烯的共振结构数高达12500个，按每个碳原子的平均共振能比较，共振稳定性约为苯的两倍。
7、因此足球烯是一个具有芳香性的稳定体系。
8、足球烯是美国德克萨斯州休斯敦赖斯(Rice)大学的克罗脱(Kroto，H.W.)和史沫莱(Smalley， R. E.)等人于1985年提出的。
9、他们用大功率的激光束轰击石墨使其汽化，用1MPa压力的氦气产生超声波，使被激光束汽化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C60。
10、 C60已为质谱所证明。
11、足球烯的发现为有机化学开辟了一个新的领域，其意义是十分重大的。
12、“足球烯”本身更有着无数优异的性质，它本身是半导体，掺杂后可变成临界温度很高的超导体，由它所衍生出来的碳微管比相同直径的金属强度高100万倍。
“足球烯”及其相似物结构的探究与规律拓展
2(m+n)=8伊60-4伊60
亦 全达到八隅时 价电子总数
所需电子数
m+n= 5伊12+6伊20 寅棱 数 2
亦 m=60
n=30
亦C60 有 60 个 单 键 袁30 个 双 键
设 一 个 C70 分 子 中 m 个 单 键 袁n 个 双 键
2(m+n)=(8-4)伊70
m+n= 5伊12+6伊25 2
亦 m=60
n=30
亦C70 有 70 个 单 键 袁35 个 双 键
Байду номын сангаас
综 上 袁一 个 C70 分 子 中 袁有 12 个 五 元 环 袁25 个 六 元 环 袁70 个 单 键 袁35 个 双 键 袁亦 即 105 个 滓 键 袁35 个 仔 键 遥
三、推广拓展：对 Cn 的分析 更 一 般 地 袁设 Cn 是 只 由 五 元 环 袁六 元 环 组 成 的 多 面 体 袁且 其 中 n逸20
仿 照 上 面 的 方 法 袁列 方 程 求 解 袁得 到 每 个 Cn 分 子 有 12 个 五
元 环 袁( n -10)个 六 元 环 揖 注 意 到 n -10逸0袁故 有 n逸20铱 袁故 共 有
下 面 袁我 们 引 用 数 学 上 的 欧 拉 定 理 渊 即 多 面 体 的 面 数 +顶 点 数 =棱
数 +2冤 袁利 用 均 摊 法 对 此 尝 试 探 究 袁并 尝 试 揭 示 其 中 所 隐 含 的 规
律遥
一、小试牛刀：对 C60 结构的分析 设 一 个 C60 中 有 x个 五 元 环 袁y 个 六 元 环
C60足球烯的发现
C60足球烯的发现C60,形似足球，又名足球烯,是一种由60个碳原子构成的分子(物质一般不由原子构成)。
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。
C60的发现最初始于天文学领域的研究，科学家们首先对星体之间广泛分布的碳尘产生了兴趣。
学者们发现，星际间碳尘的黑色云状物中包含着由短链结构的原子构成的分子，也有一部分学者认为该云状物是从碳族星体红色巨星中产生的，理论天文学家推测，这些尘埃土中包含着呈现黑色的碳元素粒子。
后来英国的克罗脱为了探明红色巨星产生的碳分子结构，对星际尘埃中含有碳元素的几种分子进行了确认。
美国的霍夫曼和德国的克拉其莫也制造出了宇宙中类似的尘埃。
他们将其与煤炭燃烧后遗留的黑色物质进行比较，发现了气化物质在紫外线吸收实验中留下了清晰的痕迹，并称之为“驼峰光谱”。
后来由美国的柯尔、史沫莱和英国的克罗脱解释出该现象的理由，并为此获得了诺贝尔化学奖。
C60是美国休斯顿赖斯大学的史沫莱(Smalley,R.E.)等人和英国的克罗脱(Kroto,H.W.)于1985年提出烟火法而正式制得的。
他们用大功率激光束轰击石墨使其气化，用1MPa 压强的氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳分子，从而得到了C60。
C60的组成及结构已经被质谱仪、X射线分析等实验所证明。
此外，还有C70等许多类似C60的分子也已被相继发现。
除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84……C240、C540等，统称为富勒烯(Fullerene)。
在数学上，富勒烯的结构都是以五边形和六边形面组成的凸多面体。
最小的富勒烯是C20，有正十二面体的构造。
没有22个顶点的富勒烯。
之后都存在C2n的富勒烯，n=12,13,14 ...。
在之些小的富勒烯中，都存在着五边形相邻结构。
足球烯中碳的杂化方式
足球烯中碳的杂化方式
足球烯（C60）是一种半导体材料，由60个碳原子形成的球形结构，具有类似金刚石结构，它在物理、化学和材料科学等领域有着重要的应用。
由于它形状有规则性，足球烯表面有很强的平整性，在特定条件下，足球烯可以与其它材料杂化，形成新的杂化物，从而产生出新的性质。
这里介绍一种足球烯中碳的杂化方式，即人工合成（AC）杂化。
AC杂化是指将足球烯和其他结构碳材料经过人工处理和合成，以形成新的结构，从而改变材料的性能。
AC杂化的处理过程分为三个步骤：首先，将足球烯（C60）和其他结构碳材料，如多壁碳纳米管（MWCNT）等，混合在一起，通过挤压或搅拌形成混合物。
其次，将混合物置于温度为500-1200℃的容器中，经过煅烧后，使碳原子之间形成新的化学键，形成不同结构的杂化物。
最后，通过原子力显微镜（AFM）等手段，测量、分析杂化物的结构特征，从而确定其力学性能及其他性质。
此外，AC杂化还可以应用于制备其它类型的足球烯材料，例如基于碳纳米管和碳纤维等碳纳米复合材料的制备。
首先，采用碳纳米管和碳纤维等颗粒经过热处理，使它们熔化形成溶液，然后将其注入模具中，经过热压和固化后，形成这种杂化物。
最后，在有序结构的基础上，通过共晶方法、热处理等方法，使碳纳米管和足球烯之间形成新的化学键，形成新的杂化结构。
综上所述，AC杂化是生产足球烯材料中碳的一种有效方法，它
具有操作简单、效率高、成本低等优点，可以有效减少生产成本，提高性能。
由于它涉及到半导体行业的材料物理和有机合成方面的技术，因此也受到了广泛的关注。
随着材料科学技术的发展，足球烯中碳的杂化方式也将发展出新的技术。
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足球烯结构解析
足球烯结构解析
C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球所以称为足球烯；由于这个
结构的提出是受到建筑学家富勒的启发，（富勒曾设计一种用六边形和五边形构成的球形薄壳建筑结构）因此科学家也把C60叫做富勒烯。
C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，其相对分子质量约为720。
它具有60个碳原子、90个C-C键，和32个环，其中12个为正五边形，20个为正六边形；有两种键角分别为108°和120。
；碳原子是sp2杂化，具有超导性、强磁性等优良性质，是超导温度最高的无机分子材料；可以由苯和石墨等材料合成。
球棍模型
比例模型
结构解析：
一、90个C-C单键
每个碳原子可以形成3个C-C单键，而每个C-C键需要2个碳原子构成，所以每个C-
C键中属于一个C的只有1,那么每个碳原子形成的单键数为-3 -，则足球烯中C-C
2 2 2
3
键总数为N= —60 90 。
2
二、32个环、12个五边形、20个六边形
设一个分子中有x个五元环、y个六元环。
根据欧拉定理（任何一个凸多面体中，定点数+面数-边数=2）有60 + x + y - 90 = 2
①
在足球烯中，每个正五边形周围有5个正六边形，而每个正六边形周围均匀分布3个正五
边形和3个正六边形（见下图）。
那么每个C-C单键供2个环用，属于其中任何一个环的
C-C 单键只有1，则每个正五边形具有的边数为151，每个正六边形具有的边数为 1
2 6 3，足球烯一个分子所具有的总边数（ 联立
①②式可解的
x=12 y=20
/ \ 、 三、键角为108 °和120 °
由于足球烯中的所有碳都成环，且构成的环为正五
边形
或正六边形，所有 C-C 键的键角为108。
（正五边形环）和120°（正六边形环）。
四、超导、强磁性
足球烯分子中的碳原子是以 sp 2杂化形式成键的，每个碳原子原子核的最外层都有一
个未成对电子，这些电子所在的 p 轨道互相重叠形成一个含 60个n 电子的闭壳层电子结
构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着n 电子云。
但
C 60常态下不导电，因为其分子大 得可以将其他原子放进它内部，并影响其物理性质，因而不可导电。
随着科学进步，科学 家们发现在C 60内掺杂一些碱金属后， C 60具有金属性质，在低温下导电能力非常强，也是
迄今为止发现的超导温度最高的无机非金属分子物质。
在C 60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四（二甲氨基）乙烯（
TDAE ），得到 了 C 60（TDAE ）C 0.86的黑色微晶沉淀，经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁磁性材料， 居里
温度为16.1K ，高于迄今报道的其它有机分子铁磁体的居里温度。
五、合成
可以用石墨或苯合成足球烯分子。
很多学生做题时遇到这一项都会判断错误，认为足球烯有五元环、六元环，而石墨和苯 都只有六元环，所以不能合成足球烯。
但是要注意，每 5个六边形围起来就会出现一个五 边形，所以，用石墨和苯是可以合成足球烯的，而且科学家们已经在实验室实现了这种合 成。
3 C -C 键数）为2x 3y 90②。