《碳有哪些单质》考点精粹

同种元素可以组成不同的单质

同种元素可以组成不同的单质

不同的元素可以组成不同的单质，例如，氧气是由氧元素组成的单质，氢气是由氢元素组成的单质。同一种元素也可以组成不同的单质，金刚石、石墨和$C_{60}$都是由碳元素组成的不同单质。

说明：（1）由同种元素组成的不同单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷等，其物理性质不同，但化学性质基本相同。

（2）由同种元素组成的不同单质可以相互转化，如石墨在一定条件下能转化为金刚石，此变化是化学变化，而不是物理变化。

（3）由同种元素组成的物质可能是单质也可能是混合物，但不可能是化合物。

碳的单质

金刚石、石墨和$C_{60}$

碳的单质	金刚石（C）	石墨（C）	$C_{60}$
组成元素	碳元素
构成	碳原子		$C_{60}$分子
物理性质	无色透明、不导电、硬度很大，是天然存在的最硬的物质	深灰色（有些教材中为黑色）有金属光泽、不透明、很软、有滑腻感、具有优良的导电性、熔点高、耐高温	具有一些特殊的物理性质
结构
	由于金刚石具有硬度大的性质，所以可以用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻头等。还可用作装饰品	石墨质软，可以制铅笔芯；具有优良的导电性，可以制石墨电极、石墨电刷；具有滑腻感、熔点高、耐高温，可以制成高温下工作的机器的润滑剂	广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物领域

$C _ {60}$：$C _ {60}$分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形式足球，这种足球结构的$C _ {60}$分子很稳定。$C _ {60}$的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质。

拓展：（1）金刚石和石墨组成元素的实验证明

①把金刚石和石墨放在充足的氧气中灼烧，产物都是二氧化碳。

②把石墨放在高温高压条件下反应，石墨转化为金刚石，科学家利用此反应制得了人造金刚石。

$C（石墨）\underset {催化剂} {\stackrel {高温、高压} {=}} C（金刚石）$

实验证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的。

（2）铅笔芯的制作

最早的铅笔确实是用铅制作的，因为铅较软，能在纸上写出字迹，人们就用铅作铅笔芯，铅笔因此而得名。随着科技的发展，人们发现铅对人体有害，后来改用石墨作铅笔芯，现在大家用的铅笔芯是用石墨与黏土制作而成的，黏土的比例越高，铅笔越硬，所以就有了不同型号的铅笔。

碳的单质

无定形碳

木炭、焦炭、活性炭、炭黑等通常称为无定形碳，主要是由结构类似石墨的微小晶体和少量杂质构成的，属于混合物。

（1）【实验】木炭的吸附性

（2）木炭经水蒸气高温处理可以得到更大表面积的活性炭，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，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖；此外，活性炭还用于净水和吸附装修产生的对人体有害的气体等。

（3）焦炭用于冶金工业，作还原剂。

说明：木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附气体或溶液里的色素。其中孔隙越多，跟气体或溶液的接触面积越大，吸附能力越强。吸附过程属于物理变化，吸附性属于物理性质。

（4）炭黑用于制造油墨、油漆、鞋油、橡胶工业的填充剂等。将炭黑加到橡胶里，可以增加橡胶的耐磨性。

说明：

“碳”与“炭”的区别方法

“碳”是指碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具体指某种物质，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素。而“炭”是指具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。