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碳和碳的化合物可以說是化學(xué)世界里最龐大的家族，它們有超過二千萬的成員。劃玻璃用的金剛石，寫字用的鉛筆芯，我國古代的一些書法家、畫家書寫或繪制的字畫用墨等等。近年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除了金剛石、石墨外，還有一些新的以單質(zhì)形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并已經(jīng)在研究中取得重要進(jìn)展的是C60分子等。那么如何學(xué)好關(guān)于碳單質(zhì)的知識(shí)呢？實(shí)際上我們只要善于總結(jié)，就能學(xué)好碳知識(shí)。

抓住一條主線

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。在學(xué)習(xí)碳的單質(zhì)時(shí)要抓住“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途”這樣一條主線。

對(duì)于幾種常見的碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途，我們同學(xué)們要注意總結(jié)，并善于發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)在規(guī)律，這對(duì)于掌握好碳的知識(shí)是非常有幫助的。

記住兩種單質(zhì)

金剛石和石墨是最常見的兩種碳的單質(zhì)，這就要求同學(xué)們記住這兩種物質(zhì)的性質(zhì)和用途。金剛石和石墨雖然都是由碳元素組成的單質(zhì)，但由于碳原子的排列方式不同，決定了它們的物理性質(zhì)有很大的差異。
   （1）金剛石中碳原子連接成牢固的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，決定了金剛石具有堅(jiān)硬的性質(zhì)，由此決定了其可制作鉆頭、玻璃刀的用途。
   （2）石墨中每個(gè)碳原子與同一個(gè)平面上周圍的三個(gè)碳原子連成片，許多這樣的片重疊起來構(gòu)成石墨。由于每個(gè)碳原子都剩余一個(gè)電子成為自由電子，所以石墨能夠?qū)щ?，因此可制作電極；片與片之間可滑動(dòng)，所以石墨質(zhì)軟，可制作鉛筆芯、潤(rùn)滑劑；碳原子之間連接很牢固，所以它的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很高，可用于制作航天飛機(jī)的絕熱片。

另外，對(duì)于木炭和C60也要熟悉。木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，決定了它具有很強(qiáng)的吸附性，可作吸附劑?；钚蕴康奈叫员饶咎窟€要強(qiáng)?？捎糜诜蓝久婢呃锏臑V毒罐、制糖工業(yè)上的脫色劑等。C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子，這種結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，決定了它具有許多特殊性能。

掌握三個(gè)性質(zhì)

由于碳原子最外層有4個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中，碳原子既不易失電子，也不易得電子，決定了碳是一種化學(xué)性質(zhì)不活潑的非金屬元素，而且同學(xué)們要注意，雖然金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)卻是一樣的，因?yàn)闃?gòu)成它們的粒子是同一種粒子—碳原子。
   （1）常溫下的穩(wěn)定性：在常溫下，單質(zhì)碳化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，可用碳素墨水書寫檔案材料，這樣可以長(zhǎng)時(shí)間保存而不褪色。
   （2）可燃性：在點(diǎn)燃的條件下，碳能與氧氣反應(yīng)，放出熱量，決定了碳可用作燃料。
    ①氧氣充足時(shí)，碳充分燃燒，生成二氧化碳。 C+O2CO2
    ②氧氣不充足時(shí)，碳燃燒不充分，生成一氧化碳。2C+O22CO
   （3）還原性：在高溫條件下，碳能跟某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，把金屬氧化物還原成金屬單質(zhì)。碳表現(xiàn)出還原性，決定了碳可用于冶金工業(yè)。例如：
C+2CuO=2Cu+CO2↑   3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2↑