GCSE和A-level化学讲解：碳元素
今天咱们要聊一聊这个牛得飞起，以一己之力撑起GCSE跟A-level化学多少乎1/2考点的神奇的元素：碳
（carbon）。
焚烧反应，化石燃料，有机合成，生物大分子，烷烯醇醛酮酸酯等等听起来高大上然而不晓得是啥的货色都跟碳这种元素周到相干。今天咱们就从简单的入手，来一起看一看由碳原子组成的多少种大型共价化合物。
1、金刚石
大型共价化合物多少乎是GCSE跟A-level化学年年必出的考点，而且各大考试局在这一点上是惊人的一致。咱们第一个要说的物质就是金刚石。金刚石又被称为钻石，是世界上最坚挺也最昂贵的物质之一。金刚石是一种完全由碳原子彼此连接形成的化合物，从原子的层面看跟碳块没什么差别。是不是忽然觉得钻石变得low了一些了（手动微笑）。
金刚石的结构如上图所示，是一种大型共价化合物（giant covalent substance）每个碳原子都跟其余四个碳原子通过共价键相连，独特形成了一个正四处体型网状结构。gcse培训经过两年GCSE学习后，学生方可进入A LEVEL阶段的学习。学生GCSE的成绩将被作为A LEVEL甚至大学录取的参考。在碳原子之间不任何游离电子，结构画出来堪比密恐福利。因为这种由数以亿计的强力共价键的作用，使得打开金刚石内所有的化学键须要消耗宏大的能量。这也是为什么金刚石如此坚挺的起因。因为金刚石的这一特点，使得它成为了切割物体的神器，比方说玻璃刀或是油井钻头。
2、石墨
石墨跟金刚石诚然同出一门，然而在非科学界里，无论是从颜值跟逼格上来看都被金刚石按在地上狠狠摩擦。gcse培训经过两年GCSE学习后，学生方可进入A LEVEL阶段的学习。学生GCSE的成绩将被作为A LEVEL甚至大学录取的参考。因为他俩一个长这样：
一个长这样：
比较同样由碳原子形成的金刚石而言，石墨的长相显然更合乎碳这一元素的定位。跟金刚石一样，石墨也是一种大型共价化合物，每个碳原子跟其余三个碳原子通过共价键相连，在一起形成了一层一层的正六边形网状结构。因为碳的最外层有4个电子，这里只用3个，所以剩下的一个电子就形成了游离电子（free electron）。这些游离的电子在通电的时候就会自由挪动形成电流。这也是石墨可能导电的原理。而且石墨的层与层之间只有十分弱的分子间作使劲，跟共价键比较不须要太大的能量就能打开。所以也让石墨十分的软，更加轻易切割跟加工。他们俩的坚挺水平比较大略是这样的：
因为石墨可导电的特点，使得石墨是很好的制造电极的资料。gcse培训经过两年GCSE学习后，学生方可进入A LEVEL阶段的学习。学生GCSE的成绩将被作为A LEVEL甚至大学录取的参考。又因为石墨层与层之间可能滑动，使得石墨十分的滑，是一种很好的润滑剂，还可能用来制造铅笔。石墨还可能当作炸弹投掷到一些十分重要的产业场合，利用它的强导电性来造成短路，引起大范围的断电。这招美军曾经在海湾战斗利用过。
3、石墨烯
石墨烯是另外一种碳的状况，它的结构说白了就是单层的石墨。石墨烯有着十分高的熔点而且十分的强健。这是因为碳原子之间是由强共价键连接的，想断掉这些键须要很大的能量。就像是石墨一样，石墨烯也是十分好的导体，起因也是因为自由电子可能在通电的时候自由挪动从而形成电流。
4. 富勒烯
富勒烯也是碳元素的大分子状况。有两个富勒烯的例子：纳米管跟巴基球。
纳米管顾名思义，是纳米级的一个小小的管子。它是由一层石墨“卷起来”形成的一个筒形的结构。纳米管的韧性很强，所以纳米管十分的坚韧也没办法被拉伸。就像是石墨烯一样纳米管也可能导电，因为他们也有：
可能挪动的自由电子！
大家有不发明，但凡有可能自由挪动的电子或其余带电粒子的结构无一例外都可能导电，这也是在A-level中一个十分重要的概念。纳米管的结构如下图，让人有种想拿他卷烤肠的激动呢。
另一类富勒烯就是巴基球。巴基球的结构如下图所示，是一个球形或卵形的由碳原子组成的大分子。
巴基球是这里面独逐个个不是网状结构的大分子，说明巴基球的大小是可能用多少个碳原子数来表白的。比方说由60个碳原子形成的巴基球就可能称作碳六十。不同的巴基球之间会有很弱的分子间作使劲相连。想断掉这些分子间作使劲不须要很多的能量，所以个别来说由巴基球形成的物质都比较滑，而后熔点也比钻石跟石墨低很多。
以上就是多少种由碳原子形成的大型共价化合物的结构讲解。盼望能对各位的学习有些帮助！
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