第 1 节 碳的多样性在一百多种元素中，有一种元素组成的单质和化合物种类已经远远超过三千万种，你知道这是哪一种元素吗？对了，这种元素就是碳元素。在初中我们接触过碳，知道碳既是构成生物体的基本元素，又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。碳以多种形态存在于自然界中。下面，就让我们一起来感受碳的多样性吧。 研习教材重难点碳单质的多样性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，易导硬度小、熔沸点低电主要化学性质相似，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...
