碳单质及其杂化轨道理论基础

本文介绍碳单质的制法、性质和用途,探讨金刚石、石墨和富勒烯晶体形态与杂化轨道理论关系。

C_(60)类碳单质属于有机物质

一直以来,人们说到有机物就是指有机化合物,笔者认为这个说法不准确。根据单质C_(60)的结构与性质,C_(60)应该属于有机物质。基于这个事实,人们将会形成一个共同的认识:有机物质既包括一些含碳单质(例如C_(60)),又包括绝大多数含碳化合物。

纯碳单质 梅开二度

碳（6C）＊，元素周期表上第六号元素，在太阳系之物质总量里的含量比例甚高，即其丰富程度仅次于氢、氦、氧。碳与氢、氧等元素构成无数种类的有机化合物，所以碳被看作为有机化学以至生命科学的标记。而纯碳晶体乃是重要的单质材料，地球上天然存在的仅有石墨和金刚石两种碳晶结构（二者谓之单质碳的两种同素异形体）。

CO_(2)熔盐捕集与电解单质碳过程调节

CO_(2)熔盐捕集与电解制备单质碳材料由于具有良好的选择性,被认为是一种极有前景的碳捕集利用与封存(CCUS)技术.然而,目前关于CO_(2)在熔盐体系下的动力学捕集机理研究尚显不足,并且电解过程中电耗较高,生产成本偏大,因此CO_(2)高效捕集与低电耗电解是关键.本文计算了CO_(2)熔盐捕集转换碳酸盐热力学和碳酸盐电解理论电压与电耗,通过在线气体质谱仪、碳硫分析仪等研究了典型CaCl_(2)基熔盐中CO_(2)捕集动力学规律.通过恒电压电解、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等,在典型三元Na_(2)CO_(3)–K_(2)CO_(3)–Li_(2)CO_(3)熔盐和三元CaCl_(2)–NaCl–CaO熔盐中考察了温度和电压对CO_(2)电解制备单质碳材料电解过程、电耗和产物结构的影响规律.结果表明,相比于碱金属氧化物,CaO是较佳的CO_(2)捕集剂,捕集转化获得的CaCO_(3)具有最低的理论分解电压和电耗;在典型CaCl_(2)–3.0%CaO(质量分数)熔盐中,CO_(2)的捕集容量为0.016 gCO_(2)·g^(−1);相比于Na_(2)CO_(3)–K_(2)CO_(3)–Li_(2)CO_(3)熔盐,CaCl_(2)–NaCl–CaO熔盐捕集CO_(2)具有更低的电解电压和电耗,750℃和1.5 V最佳条件下,电解单质碳材料电流效率达到95.3%,电解电耗最低仅为14.1 kW·h·kg^(−1).本研究不仅为寻找性能优异、价格低廉、环境友好的CO_(2)熔盐捕集材料提供了基础,也为实际电解优化工艺指标提供理论依据.

碳单质概念的发展史及其教育价值

通过对碳单质概念发展历程的考证可知,碳是古代已知的非金属元素。至17—18世纪,随着科学实验的兴起和元素观的发展,金刚石和石墨均被证明为碳的单质,碳单质概念初步形成;20世纪80年代C_(60)的发现及之后碳纳米管、石墨烯和T-碳的发现使人们对碳单质概念有了新认识。在化学教育中,须让学生认识到碳单质概念的发展史是物质的发现史,也是科学思想的演进史和科学方法的发展史。

从零维到三维的碳范式:碳单质概念的新发展

自18世纪石墨与金刚石的组成被分别确定为碳元素后,碳单质概念初步形成。20世纪末期,包括C60在内的富勒烯一族的发现突破了人们对碳单质的认识。随后,碳纳米管、石墨烯、石墨炔以及T-碳的出现,重新诠释了碳单质的概念。几种新的碳单质的发现,建立了从零维到三维的碳范式,掀开了对"碳单质"研究和应用的新篇章。

足球烯——新发现的一种单质碳分子

由60个碳原子组成的一种碳分子已在实验中发现.它是石墨和金刚石的同素异形体,但具有一个确定的组成.在这种C_(60)的分子中,60个碳原子构成像足球一样的32面体,碳原子处于该多面体的顶点,因此称之为“足球烯”.足球烯的量子化学研究结果,特殊的物理性质,和应用前景,已开始引起重视.

1996年度诺贝尔化学奖评介——单质碳的第三种同素异形体

瑞典皇家科学院决定把1996年诺贝尔化学奖授予英国萨塞克斯(Sussex)大学的克罗托(H.W.Kro-to)教授和美国赖斯(Rice)大学的柯尔(R.F.Curl)教授和斯莫利(R.E.Smalley)教授,以表彰他们在发现单质碳的第三种同素异形体方面所作的杰出贡献。 1985年秋天,克罗托、柯尔和斯莫利领导的研究组用斯莫利等人于1981年发明的超声喷嘴激光蒸发技术,在喷嘴的喉道处将石墨蒸发,在氮气流中成簇,簇合物经超声膨胀冷却,通过取样孔进入真空室,经第二束激光脉冲电离并用时间飞行质谱(TOF-MS)

金堆城钼矿床单质碳相及其对产品质量的影响

2004年年初,金堆城钼业集团有限公司的主要产品之一高纯二硫化钼粉出现质量问题。经多种手段检测是其原料57%钼精矿含单质碳量增高所致。针对此情况,进行了金堆城钼矿床单质碳相探索研究。结果表明,原矿中有极微量的半石墨碳和无定形碳。由于单质碳相的晶体结构与辉钼矿相似,在选矿过程中会同辉钼矿一起富集,但含量甚微,不足以影响57%钼精矿的质量。

“深度学习”视角下《碳的单质(课时1)》的教学

碎片化、浅层次的教学在初中化学课堂上普遍存在，本文从“深度学习”视角出发。探寻初中化学课堂教学设计及实施的基本策略：确立培养高阶思维能力的学习目标；精心设计学生活动，在此基础上引导学生应用相关知识与原理解释身边的化学现象，形成化学的思维方式。

从学科发展和生活应用的视角学习碳的单质——“金刚石、石墨和C60”（第1课时）教学设计

主要从学科发展和生活应用的视角，对碳的典型单质的结构、性质及用途进行教学设计，在知识的教学中渗透微粒观、元素观和化学价值观。

关于单质碳还原氧化铜的反应产物探讨

人教版初中化学全一册中,以碳与氧化铜的反应为例叙述了碳的还原性,并给出了实验装置和化学方程式:2CuO+C2Cu+CO_2↑。众所周知,碳的氧化物有二氧化碳和一氧化碳两种,那么碳与氧化铜的反应是否有一氧化碳生成呢?对此笔者通过实验进行了探讨。

深度学习理念下的高中化学有效教学策略——以《碳的单质》(课时1)为例

基于深度学习理论,以《碳的单质》（课时1）教学为例,从＂创设教学情境,激发深度学习兴趣;创设有效实验活动,启发深度学习;揭示结构实质,引导深度学习＂三个方面提出有效的课堂教学策略,有利于提高学生的化学学科素养。

基于教材二次开发提升核心素养的教学设计——以“碳的单质”教学为例

以北京出版社义务教育教科书九年级化学上册第八章第1节“碳的单质”为例,介绍了教师如何创造性使用教材,基于教材设计有效的学生活动和教师活动,注重化学实验的设计和演示,旨在提高学生学习的有效性,提升学生的核心素养。

单质碳和一氧化碳还原性综合实验的改进

单质碳和一氧化碳还原性的综合实验,是初中化学《碳和碳的化合物》一章复习课的一个重要实验.1.实验目的采用课本装置,实验加热所需的时间较长。

⑦ 碳的单质

注意：(1)金刚石与石墨之所以物理性质差别很大，是由于碳原子的空间排列不同所致；(2)一种元素可以形成多种单质，故只含有一种元素的物质不一定是纯净物。

《单质碳的化学性质》课堂实录与评析

刘老师的这节课在哈尔滨市"动力区第十届说、讲、评课大赛"中获得了一等奖。这节课从设计、准备到课堂教学,无不反映着新课改下的教学理念。现将此课呈现出来,希望会对广大教师在新课程下的教学有所帮助。

单质碳和氧化铜反应的实验设计

九年义务教育课程标准实验教科书《化学》上册第六单元课题1[实验6-2]有图1所示装置。（为表达的方便。将试管编号为试管1、试管2）教科书的实验设计有以下弊端：