碳的单质

提起碳的单质，我们就会想到生活中常用到的煤和木炭，其实煤并不是

碳

的单质，木炭才是碳的一种单质。碳的单质有无定形碳、石墨和金刚石

等。

碳的几种单质

无定形碳

与木炭相似的碳的单质还有活性炭、焦炭和炭黑等，它们通称为无定形碳。

【观察与思考】

在一瓶充满红棕色二氧化氮气体的集气瓶里，投入几小块木炭，用玻璃片盖住瓶口，摇动瓶子，观察集气瓶里气体颜色的变化（图 7-1）。

在锥形瓶里注入小半瓶水，滴入一滴红墨水，使略显红色。投入几小块木炭，轻轻振荡，静置澄清后观察锥形瓶中水溶液的颜色（图 7-2）。

通过实验，我们看到红棕色的二氧化氮气体和水溶液的红色变浅或消失了。进一步的科学实验证明，木炭具有将一些气体或微粒吸附在它表面的性能。由于木炭具有疏松、多孔道的结构，因此它的表面积很大，这样，它跟气体或溶液的接触面也就很大，所以吸附能力很强。

工业上为了进一步提高木炭的吸附能力，常把木炭在隔绝空气的条件下加强热，并不断通以洁净的水蒸气。通过这种方法清除附着在木炭孔隙表面的油质，使它内部的微细孔道更为畅通，表面积更大。这种经处理过的木炭，就叫做活性炭。活性炭广泛地用于净化某些气体或液体，如制糖工业中用它来除去糖液中的色素；冰箱用它作除臭剂；防毒面具的滤毒罐（图 7-3）、自来水厂净水器中也都用到活性炭。

炭黑是一种疏松、质轻而极细的黑色粉末。焦炭是一种浅灰色具有金属光泽的多孔坚硬固体。它们也有多种用途，如炭黑常用来做墨、油墨、颜料等，把炭黑加到橡胶制品中可增强耐磨性。焦炭被广泛地应用在冶金工业上。

无定形碳虽然多种多样，但科学工作者用 X 射线研究它们的结构时，发现它们都是由同一种碳的单质——石墨的微小晶体和少量杂质构成的。

石墨

石墨是我们经常见到的一种物质，它是一种深灰色的有金属光泽而不透明的片状固体。

石墨有优良的导电性和传热性，熔点高并能经受温度的骤然升降，在一

般条件下化学性质稳定，与许多化学药品不发生作用，可以用作干电池的电极、高温电炉的电极、熔融钢和其它金属的坩埚，还可以将它制成块料和管道等用来砌耐酸塔和槽等。

石墨是最软的矿物之一，将石墨在纸上划过，其微细碎片会留在纸上，现出深灰色的痕迹，利用这种性质，人们把石墨作为在制造铅笔芯的主要成分。

如果我们用手摸一下石墨的粉末，会感到有滑腻的感觉。说明石墨有润滑作用，又因为石墨的熔点高、能耐高温，所以工业上常把石墨作为在高温下运转的机器的润滑剂。

此外，石墨在原子反应堆中用作中子减速剂。