Question

1985年科學家發現的分子是由60個碳原子構成的，它的形狀像足球(如圖所示)，因此又叫足球烯．1991年科學家又發現一種碳的單質——碳納米管，它是由六邊環形的碳原子構成的管狀大分子，A、B分別是金剛石和石墨的結構示意圖．圖中小黑點均代表碳原子．

用你所學到的化學知識回答下列問題．

(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性質是否活潑?簡要說明理由．

(3)請你設計一個方案，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)．

Answer 1

答案：略
解析：

(1)碳原子的排列方式不同；(2)不活潑，因為碳原子的最外層電子數為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量等于燃燒前后足球烯所減少的質量． 應將足球烯、碳納米管的結構、性質與金剛石、石墨的結構性質相聯系．由于碳原子排列的方式不同，導致它們的物理性質有較大差異．金剛石、石墨、足球烯、碳納米管都是由碳原子構成的碳單質，它們的化學性質(常溫下穩定性、可燃性、還原性)是相同的，而且由于碳原子的最外層電子數為4，常溫下不易得失電子，決定了這些碳單質在常溫下性質穩定．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．