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1、碳的同素異形體Allotrope of carbonAllotrope of carbon同素異形體 同素異形體同素異形體是指由同樣的單一化學(xué)元素組成，但性質(zhì)卻不相同的單質(zhì)。同素異形體之間的性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，化學(xué)性質(zhì)上也有著活性的差異。例：物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)著火點(diǎn)著火點(diǎn)外觀外觀毒性毒性白磷活潑40淡黃色有毒紅磷不活潑240紫紅色無毒碳碳是一種很常見的元素，它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼和生物之中。碳單質(zhì)很早就被人認(rèn)識(shí)和利用，碳的一系列化合物有機(jī)物更是生命的根本。自然界中C的存在形式主要為氣態(tài)和固態(tài)。碳同素異形體指的是元素碳的同素異形體，即純碳元素所能構(gòu)成的各種不同的
2、分子結(jié)構(gòu)。碳的同素異形體石墨鉆石（金剛石）C-60（富勒烯、足球烯）碳納米管藍(lán)絲黛爾石直鏈乙炔碳無定形碳（內(nèi)部結(jié)構(gòu)為石墨）自然界中C的存在形式主要為氣態(tài)和固態(tài)。碳同素異形體指的是元素碳的同素異形體，即純碳元素所能構(gòu)成的各種不同的分子結(jié)構(gòu)。碳的同素異形體石墨鉆石（金剛石）C-60（富勒烯、足球烯）碳納米管藍(lán)絲黛爾石直鏈乙炔碳無定形碳（內(nèi)部結(jié)構(gòu)為石墨）碳納米管生活中的應(yīng)用及明顯區(qū)別鉆石及石墨 * 鉆石是人類已知最硬的礦石；石墨卻是最軟的礦石之一。* 鉆石是終極的研磨劑；石墨卻是非常好的潤滑劑。* 鉆石是一流的絕緣體；石墨卻是良導(dǎo)體。* 鉆石通常是透明的；石墨卻是不透光的。* 鉆石的結(jié)晶是六方晶系；
3、石墨卻是立方晶系。* 鉆石的價(jià)值昴貴；石墨卻是普通。 不定形碳及碳納米管 * 不定形碳是最容易合成的材料之一；碳納米管卻需極端高昴的成本才能制得。* 不定形碳是完全等方向擴(kuò)展的材料；碳納米管卻是只有一個(gè)方向前后延伸的材料。返回返回石墨石墨是一種深灰色有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。石墨屬于混合型晶體，既有原子晶體的性質(zhì)又有分子晶體的性質(zhì)。質(zhì)軟，有滑膩感，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。熔沸點(diǎn)高。石墨分子中每一個(gè)碳原子只與其他三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵連接，以較強(qiáng)的力結(jié)合，形成了一種層狀的結(jié)構(gòu)，而層與層之間的結(jié)合力較小，因此石墨可以作為潤滑劑。用途是制作鉛筆，電極，電車?yán)|線等。返回返回金剛石金剛石是最為堅(jiān)固的一種
4、碳結(jié)構(gòu)，成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最終形成了一種硬度大、活性差的固體。金剛石的熔沸點(diǎn)高，熔點(diǎn)超過3500，相當(dāng)于某些恒星表面溫度。在金剛石分子中，每一個(gè)碳原子都被另外四個(gè)碳原子包圍著，這些碳原子以很強(qiáng)的結(jié)合力連接在一起，形成了一個(gè)巨大的分子，由于鉆石中的C-C鍵很強(qiáng)，所以所有的電子都參與了共價(jià)鍵的形成，沒有自由電子，因此金剛石很堅(jiān)硬，是絕緣體。用途是作裝飾品，鉆頭材料等。返回返回C-60（富勒烯）C60分子具有芳香性，溶于苯呈醬紅色?？捎秒娮杓訜崾艋螂娀》ㄊ故舭l(fā)等方法制得。C60有潤滑性，可能成為超級潤滑劑。金屬摻雜的C60有超導(dǎo)性，是有發(fā)展前途的超導(dǎo)材料。C60還在半導(dǎo)體、催化劑、蓄電池材料和
5、藥物等許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。C60分子可以和金屬結(jié)合，也可以和非金屬負(fù)離子結(jié)合。富勒烯的成員還有C78、C82、C84、C90、C96等也有管狀等其他形狀。返回返回碳納米管碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形螺旋型等三種。據(jù)有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，也是良好的光的介質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。返回返回碳納米管強(qiáng)度高具有韌性、重量輕、比表面積大，性能穩(wěn)定，隨管壁曲卷結(jié)構(gòu)不同而呈現(xiàn)出半導(dǎo)體或良導(dǎo)體的特異導(dǎo)電性，場發(fā)射性能優(yōu)良
6、。利用碳納米管可以制成高強(qiáng)度碳纖維材料和復(fù)合材料，如其強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6，被科學(xué)家稱為未來的“超級纖維”藍(lán)絲黛爾石藍(lán)絲黛爾石和鉆石相同，也是由碳原子組成，但排列方式不同。模擬結(jié)果顯示，藍(lán)絲黛爾石可經(jīng)受的壓力比鉆石高58%，也就是比鉆石硬一半以上。藍(lán)絲黛爾石在自然界中很稀少。鉆石又因晶體結(jié)構(gòu)及特性稱作六方金剛石。 藍(lán)絲黛爾石是一種六方晶系的金剛石，屬于碳同素異形體的一種構(gòu)形，是流星上的石墨在墜入地球時(shí)所形成。 撞擊時(shí)的巨大壓力及熱量改變石墨構(gòu)形形成金剛石，卻又保留了石墨的平行六邊形晶格，并構(gòu)成了立方的六方晶格。返回返回直鏈乙炔碳直鏈乙炔碳，也稱線型碳，碳的一種同素異形體，具
7、有碳碳單鍵和三鍵交替。是已知天然最硬材料金剛石的40倍，因此將是很好的納米材料。無定形碳一般指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。基本用途 炭黑：黑色粉末，一般用于黑色顏料、制作墨汁、油墨及作橡膠的耐磨增強(qiáng)劑焦炭：淺灰色、多孔堅(jiān)硬固體，一般用于冶煉金屬以及生產(chǎn)水煤氣。木炭：灰黑色 、多孔性固體，一般用于燃料、火藥的制作活性炭：黑色、多孔性顆?；蚍勰话阌糜诜蓝久婢咧羞^濾空氣，水凈化返回返回拓展：石墨烯石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。石墨烯既是最薄的材料，也是最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。返回返回總結(jié)碳的同素異形體它們晶體結(jié)構(gòu)和鍵型都不同。碳同素異形體系統(tǒng)橫跨完全極端且十分不同的范圍?；瘜W(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)均有差異，以熟知的金剛石與石墨為例，金剛石每個(gè)碳原子與相鄰的四個(gè)碳原子以共價(jià)鍵連接，形成四面體結(jié)構(gòu)。而石墨中，碳原子呈層狀排列，每一層的碳原子以共價(jià)鍵連接形成平面六邊形。同素異形體的不同性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)的不同所決定的。返回返回謝謝！返回返回
碳的同素異形體
