【选学】碳的几种单质的结构
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但在物理性质上却有如此大的差别,这是什么原因呢?经过研究知道,原来在金刚石和石墨的晶体里,碳原子的排列是不相同的,所以它们的物理性质也就不同了。
在金刚石晶体中,碳原子交错整齐地排列成立体结构,形成一个牢固的整体(图 7-5),因而显得特别坚硬,而石墨晶体中的碳原子是呈层状排列的(图 7-6),很容易发生层间的滑动、散开,所以石墨很软。
近年来,科学家又发现和制得了碳的第三种单质分子。这种碳分子是由60 个碳原子所组成的一个闭合的笼状结构(图 7-7),好似一只足球,故可写成 C60。科学是无止境的,随着 C60 的发现和深入研究,必将对化学乃至众多学科的发展产生不可估量的影响。
碳的化学性质 (1)常温下很稳定大家知道,用墨写的字、作的画,虽年深日久,仍不变色,所以我们现在还能欣赏到古代书法家和画家的“墨宝”、“真迹”。这说明了在常温下碳的化学性质是不活泼的,但随着温度的升高, 碳的化学活动性大大增强,在高温下,能够跟多种物质起反应。
- 碳跟氧气的反应
我们已经学过,木炭能在空气或氧气里燃烧,生成二氧化碳并放出大量的热。
C+O2 CO2
如果燃烧不充分,则生成物是一氧化碳。
金刚石、石墨和无定形碳都是碳的单质,所以它们在空气或氧气中充分燃烧都生成二氧化碳一种产物。