高中化学 4.2 走进宝石世界 鲁科版选修1

1、课题2走进宝石世界,目标导航,预习引导,目标导航,预习引导,一、从钻石说起 1.金刚石的物理、化学性质:金刚石是自然界中最坚硬的物质,可以用它切割所有的天然物质,因此有“硬度之王”之称。它的化学性质很稳定,不溶于水,耐酸、碱腐蚀,在纯氧中加热至720800 才燃烧,燃烧时生成二氧化碳。 2.原子晶体:金刚石中的每个碳原子都与它周围的四个碳原子以共价键相结合,形成牢固的正四面体结构,致使金刚石具有很高的硬度。像金刚石这样,相邻原子均以较强的共价键相结合,在空间按一定规则排列的晶体叫做原子晶体。这类晶体一般具有很高的硬度、沸点、熔点,化学性质稳定。常见的原子晶体有单质硅(Si)、单质硼(B)、金刚

2、砂(SiC)、石英(SiO2)、碳化硼(B4C3)、氮化硼(BN)等,目标导航,预习引导,3.晶体的分类:晶体可分为原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体。 4.宝石的形成:地球上存在着各种各样的宝石,有些是自然界产出的矿物单晶,如钻石、红宝石、蓝宝石等;有些是经过生物或其他作用形成的固体,如珍珠、琥珀、珊瑚等,目标导航,预习引导,预习交流1 宝石的含义是什么? 答案:宝石是指符合工艺要求的天然矿物单晶体,如钻石、红宝石、蓝宝石等,但广义的宝石泛指符合工艺要求的、能用于装饰的所有矿物和岩石,还包括来自动物的珍珠等。宝石分为天然宝石和人工合成宝石。天然宝石因为资源有限,多数比较珍贵。人工合成宝石

3、如红宝石、蓝宝石等质地优良、色泽鲜艳,是非常好的装饰品。假宝石则是用塑料和玻璃制成的,与宝石的性质不同,目标导航,预习引导,二、宝石的性质 1.宝石的硬度 宝石的硬度是宝石的重要特征,不仅可用于宝石的鉴定,而且还是划分宝石档次和等级的主要标准之一。摩氏硬度是一种刻划硬度,即相对硬度,只表示宝石硬度的顺序位置。 2.宝石的颜色 宝石的颜色是评价和鉴定宝石的重要因素,一般包括自色和他色。自色指宝石所含的主要元素所产生的颜色,他色指宝石所含微量杂质元素所产生的颜色。常见的致色元素有铁、钛、铬等。刚玉的主要成分是Al2O3,含有微量铬元素时呈红色,称红宝石;含有微量铁、钛元素时,呈蓝色,称为蓝宝石,目

4、标导航,预习引导,3.宝石的化学性质 多数宝石在常温、常压下相对稳定,宝石化学性质的差异在于宝石矿物的化学组成各不相同,性质又决定了其用途及保养方法,其中最稳定的是金刚石,最易被腐蚀的是珍珠。 三、宝石的价值 宝石不仅是一种珍贵的装饰品,有些宝石还具有医药功能,例如珊瑚、珍珠、玛瑙、琥珀等都是中药药材。有些宝石还具有特殊性质,例如金刚石、红宝石、水晶等广泛应用于钻探、研磨、激光等领域,目标导航,预习引导,预习交流2 宝石矿物界的奇珍异宝,自古以来一直让人迷恋。钻石、绿宝石、红宝石和蓝宝石很早就出现在人类历史进程中,首先因稀罕而具有象征意义。后来,奇异的宝石成了天下权贵们的必备之物。你都知道哪些

5、宝石呢? 答案:宝石中性优者如:金刚石、钢玉、绿柱玉、贵石榴石、电气石、贵蛋白石等;质稍劣者如:水晶、玉髓、玛瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,解析:依据题意,此时CO2晶体类似于SiO2晶体,属于原子晶体,每个碳原子结合4个氧原子,每个氧原子结合2个碳原子。由原子晶体转化为分子晶体,原子间的共价键发生改变,属化学变化,且二者的物理性质截然不同,但二者化学成分相同,化学性质相似。 答案:(1)化学变化 (2)42 (3)不同 (4)相同,问题导学,即时检测,一,二,迁移与应用 近年来,科学家在氦气中给石墨电极通电,石墨挥发,在其挥

6、发的黑烟中发现了C60,它与金刚石互称。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子,碳原子之间存在键,它的摩尔质量是,而金刚石是一种具有结构的晶体,碳原子间通过键结合,含有碳原子构成的环,则最小环上有(填数字)个碳原子,每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是(填角度)。 请填写数字代表的内容:, ,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,二、宝石的性质和价值 活动与探究 世间宝石千千万,小小的一颗,往往要几万元。但市场上假冒的宝石不少,因此购买宝石务必谨慎,以防上当受骗。当你

7、面对众多宝石时,你能辨别出它的真假并说出它是哪一类宝石吗? 解析:宝石的硬度可用于宝石的鉴定,宝石的颜色是划分宝石档次、品级的重要因素。宝石的鉴定是一门较深的学问,掌握各种常见宝石的不同的鉴定方法及鉴定思路,熟悉各种常见宝石在肉眼下和常用仪器下的鉴定特征,包括宝石的颜色及颜色的分布状态、明显的多色性及断口、生长纹理及光泽特征等方面的信息,即可认识物质的组成、结构与性质的关系,找出鉴别真假宝石的方法。 答案:宝石的鉴定,一般可以分为原石和成品两大类。对于原石的鉴定,又可以分为野外鉴定和室内鉴定。野外鉴定多数采用放大镜和小刀等简单工具,用以初步对宝石矿物进行定名,问题导学,即时检测,一,二,室内鉴

8、定主要是利用各种手段和仪器,进一步测定宝石矿物的数据,为鉴别宝石提供重要依据。 天然宝石绝大部分都是自然界产出的矿物或矿物集合体。每一种矿物都有一定的化学成分、晶体结构、晶体形态、物理性质和化学性质。矿物在上述任何一方面的特征都可以作为鉴定矿物的依据,因而矿物鉴定方法就有:(1)肉眼观察鉴定(颜色、形态、光泽、解理等);(2)物理性质测试鉴定(比重、折射率、硬度);(3)在以晶体光学性质为依据的偏光显微镜下鉴定;(4)晶体结构分析(X射线衍射、红外光谱等);(5)化学成分分析(化学简分析、化学全分析、电子探针成分分析、X射线荧光分析)等。 宝石鉴定大致分四个步骤:肉眼鉴定,有效而简便的仪器检测

9、,稳定的物理常数验证,签定鉴定报告,问题导学,即时检测,一,二,肉眼鉴定是对宝石的颜色、表面特征、内部特征、加工质量等方面进行全面的观察。在高科技发展的今天,大量人造宝石、合成宝石、仿制宝石的问世,仅凭肉眼鉴别已有很大的局限性,尤其是合成宝石与天然宝石很难区别。因此需要借助于仪器来最终确定。当然这仅仅是一些基本的鉴别方法,要想深入地学习辨别,只有经常看,多实践,方能掌握技巧,迁移与应用 例题古代豪门贵族中“珍珠衫”是用珍珠做成的衣服,夏天穿在身上特别的凉快,可是如果这种衣服不用布做衬里,直接接触皮肤,夏天过后就会变得面目全非,不再漂亮了,因为。 解析:珍珠的主要成分为碳酸钙和有机化合物,受汗液

10、的作用时间长了就会变色,失去光泽。 答案:珍珠的主要成分是碳酸钙,接触皮肤后被汗液所腐蚀而色彩有所变化,问题导学,即时检测,一,二,解析:宝石能做装饰品,一些宝石具有医药功能,A项错误;除此之外,一些宝石还是工业技术必需的材料,B项正确、C项错误。用珍珠做的项链受汗液作用,时间一长就会变色,失去光泽,所以夏天人体流汗多,不宜戴珍珠项链,D项错误。 答案:B,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,一,二,3.宝石的化学性质 金刚石:几乎所有的强酸强碱都不能将金刚石腐蚀。 珍珠:成分是碳酸钙和有机化合物,遇酸或碱时就会发生化学变化。 珍珠的保养: (1)不要让珍珠接触樟脑丸、清洁剂、酒精

11、、咖啡、香水、油、盐、醋和脏物,尤其是有机溶剂,若沾上酒或咖啡,应马上用清水冲洗后用软布擦干。 (2)夏天流汗多,不宜戴珍珠项链。珍珠不戴时应用高级中性肥皂或洗洁精轻轻洗涤晾干,并忌暴晒珍珠。 (3)不戴时用首饰盒小心存放,并注意保持一定的湿润度。忌用脱脂棉包珍珠。不要与其他首饰放在一起,以免刮花珍珠表面,问题导学,即时检测,一,二,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,1.下列属于原子晶体的化合物是() A.干冰B.二氧化硅C.金刚石D.氯化钠 解析:干冰为分子晶体,氯化钠为离子晶体。属于原子晶体的有选项B和C,其中金刚石是单质,只有二氧化硅是属于原子晶体的化合物。 答案:B,问题导学,即

12、时检测,1,2,3,4,5,2.下列说法错误的是() A.原子晶体中只存在非极性共价键 B.分子晶体的状态变化,只需克服分子间作用力 C.金属晶体通常具有导电性、导热性和良好的延展性 D.离子晶体在熔化状态下能导电 解析:有的原子晶体中存在极性共价键,如SiO2原子晶体中Si、O之间的化学键就是极性共价键,故A项错误;分子晶体由分子构成,分子间以分子间作用力结合。分子晶体的状态变化实际上是分子间距离的变化,这种变化只需克服分子间作用力就可实现,故B项正确;金属晶体中有自由电子,故能导电、导热,自由电子与所有金属阳离子形成金属键,这是金属有延展性的原因,C项正确;离子晶体中有离子,熔化后离子可自

13、由移动,故能导电,D项正确。 答案:A,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,3.据美国科学杂志报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1 800 K,制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是() A.该晶体属于分子晶体 B.该晶体易汽化,可用作制冷材料 C.一定条件下,该晶体可跟氢氧化钠反应 D.每摩尔该晶体中含5 mol CO键 解析:高熔点、高硬度是原子晶体的特点,故该二氧化碳晶体是原子晶体。 答案:C,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,4.下列宝石的名称与其化学成分不一致的是() A.珍珠:有机化合物,CaCO3 B.孔雀石:BeAl2O4 C.水晶:SiO2 D.翡翠:NaAl(SiO3)2 解析:孔雀石的主要成分为CuCO3Cu(OH)2。