1985
年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的分子是由60個碳原子構(gòu)成的,它的形狀像足球(如圖所示),因此又叫足球烯.1991年科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)一種碳的單質(zhì)——碳納米管,它是由六邊環(huán)形的碳原子構(gòu)成的管狀大分子,A、B分別是金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)示意圖.圖中小黑點(diǎn)均代表碳原子.用你所學(xué)到的化學(xué)知識回答下列問題.
(1)
金剛石、石墨、足球烯、碳納米管物理性質(zhì)有較大差異的原因是什么?(2)
常溫下足球烯和碳納米管的化學(xué)性質(zhì)是否活潑?簡要說明理由.(3)
請你設(shè)計一個方案,證明足球烯和碳納米管都是由碳元素組成的(以足球烯為例,用文字簡要敘述).
(1) 碳原子的排列方式不同;(2)不活潑,因?yàn)樘荚拥淖钔鈱与娮訑?shù)為4,常溫下不易得失電子;(3)將足球烯放在充滿氧氣的密閉容器里使之燃燒,測定其生成物是二氧化碳,且二氧化碳里所含碳的質(zhì)量等于燃燒前后足球烯所減少的質(zhì)量.應(yīng)將足球烯、碳納米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)性質(zhì)相聯(lián)系.由于碳原子排列的方式不同,導(dǎo)致它們的物理性質(zhì)有較大差異.金剛石、石墨、足球烯、碳納米管都是由碳原子構(gòu)成的碳單質(zhì),它們的化學(xué)性質(zhì) (常溫下穩(wěn)定性、可燃性、還原性)是相同的,而且由于碳原子的最外層電子數(shù)為4,常溫下不易得失電子,決定了這些碳單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定.證明足球烯和碳納米管都是由碳元素組成的,首先利用其可燃性說明其含有碳元素,其次通過定量測定證明其只含碳元素. |
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