【配套K12]九年级化学上册 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60素材 (新版)新人教版

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1、教学内容

金刚石、石墨和 C60
碳单质

碳的单质有 3 种同素异形体

石墨

金刚石

C60

(1) 石墨

石墨具有层状结构的晶体,在晶体中,每个 C 原子都以 sp2 杂化跟 3 个邻近的 C 原子以 s 键结合, 层内 C-C 键长为 142pm,每个 C 原子未参与杂化的 p 电子由于轨道相互重叠,形成离域的键。 石墨属于过渡型晶体,层-层之间范德华力;层上、下有离域。由于范德华力较弱,π 键使 得石墨具有导电、导热、解理性。

无定形炭如木炭、焦炭、骨炭、炭黑等都属于石墨形碳,无定形炭具有大的比表面, 具有一定的吸附能力,是常用的吸附剂、脱色剂、除臭剂等。

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K12 教育资源学习用资料 (2) 金刚石 金刚石的结构见上图。金刚石是原子晶体,C 采取 sp3 杂化形式,与相邻 4 个碳原子以共价 键结合形成的晶体,C-C 键长为 154nm,键能为 347.3kJ/mol,由于 C-C 键能大,因此金刚 石具有高熔点,高沸点,高硬度的特点。
(3) 富勒烯 C60,C70,…C140 富勒烯的结构如下图。 富勒烯中的 C:参加组成 2 个六元环 1 个五元环,3 个σ 键,键角之和为 348?,C 采取的杂化形式为 sp2.28。
1985 年,H. W. Kroto, R. E. Smalley 和 B. Curl 采用激光加热石墨蒸发并在甲苯 中形成碳的团簇,质谱分析意外地发现由 60 个碳原子组成的封闭的足球型 C60 分子。由于其 奇特的结构和性质,引发了富勒烯研究热潮。 (4) 碳纳米管
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K12 教育资源学习用资料 1991 年,日本电气公司的饭岛澄男(S. Iijima)在研究巴基球分子的过程中发现
碳纳米管(多壁管)。1993 年又发现单壁碳纳米管。
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