碳的多样性教案 鲁科版必修1 高考化学一轮复习.doc
第1节 碳的多样性
1 碳单质的多样性
1.同素异形体
(1)同素异形体的概念:由同一种元素组成的性质不同的几种单质,叫做该元素的同素异形体。
(2)常见的同素异形体:碳:金刚石、石墨、C60;氧:氧气、臭氧(O3)。
【领悟•整合】
由于同素异形体由同种元素构成,所以同素异形体往往具有相似的化学性质;但由于组成同素异形体各种单质的原子间连接的方式不同(即结构不同),因此同素异形体的物理性质往往有很大差别。
2.金刚石、石墨、C60
(1)结构
①金刚石:每个碳原子与另外4个碳原子以一种较强的相互作用相连接,形成正四面体结构,向空间伸展形成空间网状结构。
②石墨:石墨晶体是层状结构。在同一层内,碳原子排列成正六边形(碳原子位于正六边形的顶点上),一个个正六边形排列成平面网状结构,每一个碳原子都跟其他3个碳原子相连。在同一层内,相邻的碳原子以较强的相互作用相结合,但层与层之间以一种较弱的相互作用相结合。
③C60:C60分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球,由12个正五边形和20个正六边形组成。分子内部,碳原子间以较强的相互作用结合,但分子间的相互作用较弱。
(2)性质
同素异形体 金刚石 石墨 C60
主要物理性质 硬度大、熔沸点高 硬度小、熔沸点高,易导电 硬度小、熔沸点低
主要化学性质 相似,如在一定条件下都可与氧气反应,生成CO2
【知识•链接】
① 昂贵的实验:1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分,做了一个非常昂贵的实验。他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进行燃烧(箱子是纯金制的),结果却令人非常意外-——子里的气体成分竟然是二氧化碳。
② 碳-60家族:这一类物质的分子式可以表示为Cn,n为28到540之间的整数值,有C50、C60、C70、C84、C240等,科学家预言C540有可能实现室温超导;也有设想将某些药物置入C60球体空腔内,成为缓释型的药物。碳-60家族已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域。
③碳纳米管:碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管,它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管。碳纳米管非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发丝宽。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料,如其强度为钢的100倍,重量则只有钢的1/6,被科学家称为未来的“超级纤维”。 碳纳米管在航天、电子、储氢等诸多领域有广泛的应用前景。
2 广泛存在的含碳化合物
1.常见的含碳化合物
(1)有机化合物:如蛋白质、淀粉、油脂、以及石油、液化气、天然气等的主要成分;
(2)无机化合物:CO、CO2、H2CO3、碳酸钠、碳酸氢钠、大理石、方解石、白云石、菱锌矿、菱镁矿、菱铁矿等。
2.碳酸钠和碳酸氢钠
(1)碳酸钠和碳酸氢钠的比较………………………………【全文请点击下载word压缩文档】点击下载此文件