高中化學(xué) 4.2 走進(jìn)寶石世界課件 魯科版選修1.ppt

課題2 走進(jìn)寶石世界,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),一、從鉆石說起 1.金剛石的物理、化學(xué)性質(zhì):金剛石是自然界中最堅(jiān)硬的物質(zhì),可以用它切割所有的天然物質(zhì),因此有“硬度之王”之稱。它的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,不溶于水,耐酸、堿腐蝕,在純氧中加熱至720800 才燃燒,燃燒時(shí)生成二氧化碳。 2.原子晶體:金剛石中的每個(gè)碳原子都與它周圍的四個(gè)碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合,形成牢固的正四面體結(jié)構(gòu),致使金剛石具有很高的硬度。像金剛石這樣,相鄰原子均以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合,在空間按一定規(guī)則排列的晶體叫做原子晶體。這類晶體一般具有很高的硬度、沸點(diǎn)、熔點(diǎn),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。常見的原子晶體有單質(zhì)硅(Si)、單質(zhì)硼(B)、金剛砂(SiC)、石英(SiO2)、碳化硼(B4C3)、氮化硼(BN)等。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),3.晶體的分類:晶體可分為原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體。 4.寶石的形成:地球上存在著各種各樣的寶石,有些是自然界產(chǎn)出的礦物單晶,如鉆石、紅寶石、藍(lán)寶石等;有些是經(jīng)過生物或其他作用形成的固體,如珍珠、琥珀、珊瑚等。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流1 寶石的含義是什么? 答案:寶石是指符合工藝要求的天然礦物單晶體,如鉆石、紅寶石、藍(lán)寶石等,但廣義的寶石泛指符合工藝要求的、能用于裝飾的所有礦物和巖石,還包括來自動(dòng)物的珍珠等。寶石分為天然寶石和人工合成寶石。天然寶石因?yàn)橘Y源有限,多數(shù)比較珍貴。人工合成寶石如紅寶石、藍(lán)寶石等質(zhì)地優(yōu)良、色澤鮮艷,是非常好的裝飾品。假寶石則是用塑料和玻璃制成的,與寶石的性質(zhì)不同。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),二、寶石的性質(zhì) 1.寶石的硬度 寶石的硬度是寶石的重要特征,不僅可用于寶石的鑒定,而且還是劃分寶石檔次和等級(jí)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。摩氏硬度是一種刻劃硬度,即相對(duì)硬度,只表示寶石硬度的順序位置。 2.寶石的顏色 寶石的顏色是評(píng)價(jià)和鑒定寶石的重要因素,一般包括自色和他色。自色指寶石所含的主要元素所產(chǎn)生的顏色,他色指寶石所含微量雜質(zhì)元素所產(chǎn)生的顏色。常見的致色元素有鐵、鈦、鉻等。剛玉的主要成分是Al2O3,含有微量鉻元素時(shí)呈紅色,稱紅寶石;含有微量鐵、鈦元素時(shí),呈藍(lán)色,稱為藍(lán)寶石。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),3.寶石的化學(xué)性質(zhì) 多數(shù)寶石在常溫、常壓下相對(duì)穩(wěn)定,寶石化學(xué)性質(zhì)的差異在于寶石礦物的化學(xué)組成各不相同,性質(zhì)又決定了其用途及保養(yǎng)方法,其中最穩(wěn)定的是金剛石,最易被腐蝕的是珍珠。 三、寶石的價(jià)值 寶石不僅是一種珍貴的裝飾品,有些寶石還具有醫(yī)藥功能,例如珊瑚、珍珠、瑪瑙、琥珀等都是中藥藥材。有些寶石還具有特殊性質(zhì),例如金剛石、紅寶石、水晶等廣泛應(yīng)用于鉆探、研磨、激光等領(lǐng)域。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流2 寶石礦物界的奇珍異寶,自古以來一直讓人迷戀。鉆石、綠寶石、紅寶石和藍(lán)寶石很早就出現(xiàn)在人類歷史進(jìn)程中,首先因稀罕而具有象征意義。后來,奇異的寶石成了天下權(quán)貴們的必備之物。你都知道哪些寶石呢? 答案:寶石中性優(yōu)者如:金剛石、鋼玉、綠柱玉、貴石榴石、電氣石、貴蛋白石等;質(zhì)稍劣者如:水晶、玉髓、瑪瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,解析:依據(jù)題意,此時(shí)CO2晶體類似于SiO2晶體,屬于原子晶體,每個(gè)碳原子結(jié)合4個(gè)氧原子,每個(gè)氧原子結(jié)合2個(gè)碳原子。由原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體,原子間的共價(jià)鍵發(fā)生改變,屬化學(xué)變化,且二者的物理性質(zhì)截然不同,但二者化學(xué)成分相同,化學(xué)性質(zhì)相似。 答案:(1)化學(xué)變化 (2)4 2 (3)不同 (4)相同,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 近年來,科學(xué)家在氦氣中給石墨電極通電,石墨揮發(fā),在其揮發(fā)的黑煙中發(fā)現(xiàn)了C60,它與金剛石互稱。它是一種具有空心類似足球狀結(jié)構(gòu)的新分子,碳原子之間存在鍵,它的摩爾質(zhì)量是,而金剛石是一種具有結(jié)構(gòu)的晶體,碳原子間通過鍵結(jié)合,含有碳原子構(gòu)成的環(huán),則最小環(huán)上有(填數(shù)字)個(gè)碳原子,每個(gè)碳原子上的兩個(gè)碳碳鍵的夾角都是(填角度)。 請?zhí)顚憯?shù)字代表的內(nèi)容: , , , , , , , 。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,二、寶石的性質(zhì)和價(jià)值 活動(dòng)與探究 世間寶石千千萬,小小的一顆,往往要幾萬元。但市場上假冒的寶石不少,因此購買寶石務(wù)必謹(jǐn)慎,以防上當(dāng)受騙。當(dāng)你面對(duì)眾多寶石時(shí),你能辨別出它的真假并說出它是哪一類寶石嗎? 解析:寶石的硬度可用于寶石的鑒定,寶石的顏色是劃分寶石檔次、品級(jí)的重要因素。寶石的鑒定是一門較深的學(xué)問,掌握各種常見寶石的不同的鑒定方法及鑒定思路,熟悉各種常見寶石在肉眼下和常用儀器下的鑒定特征,包括寶石的顏色及顏色的分布狀態(tài)、明顯的多色性及斷口、生長紋理及光澤特征等方面的信息,即可認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,找出鑒別真假寶石的方法。 答案:寶石的鑒定,一般可以分為原石和成品兩大類。對(duì)于原石的鑒定,又可以分為野外鑒定和室內(nèi)鑒定。野外鑒定多數(shù)采用放大鏡和小刀等簡單工具,用以初步對(duì)寶石礦物進(jìn)行定名。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,室內(nèi)鑒定主要是利用各種手段和儀器,進(jìn)一步測定寶石礦物的數(shù)據(jù),為鑒別寶石提供重要依據(jù)。 天然寶石絕大部分都是自然界產(chǎn)出的礦物或礦物集合體。每一種礦物都有一定的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。礦物在上述任何一方面的特征都可以作為鑒定礦物的依據(jù),因而礦物鑒定方法就有:(1)肉眼觀察鑒定(顏色、形態(tài)、光澤、解理等);(2)物理性質(zhì)測試鑒定(比重、折射率、硬度);(3)在以晶體光學(xué)性質(zhì)為依據(jù)的偏光顯微鏡下鑒定;(4)晶體結(jié)構(gòu)分析(X射線衍射、紅外光譜等);(5)化學(xué)成分分析(化學(xué)簡分析、化學(xué)全分析、電子探針成分分析、X射線熒光分析)等。 寶石鑒定大致分四個(gè)步驟:肉眼鑒定,有效而簡便的儀器檢測,穩(wěn)定的物理常數(shù)驗(yàn)證,簽定鑒定報(bào)告。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,肉眼鑒定是對(duì)寶石的顏色、表面特征、內(nèi)部特征、加工質(zhì)量等方面進(jìn)行全面的觀察。在高科技發(fā)展的今天,大量人造寶石、合成寶石、仿制寶石的問世,僅憑肉眼鑒別已有很大的局限性,尤其是合成寶石與天然寶石很難區(qū)別。因此需要借助于儀器來最終確定。當(dāng)然這僅僅是一些基本的鑒別方法,要想深入地學(xué)習(xí)辨別,只有經(jīng)?？?多實(shí)踐,方能掌握技巧。,遷移與應(yīng)用 例題古代豪門貴族中“珍珠衫”是用珍珠做成的衣服,夏天穿在身上特別的涼快,可是如果這種衣服不用布做襯里,直接接觸皮膚,夏天過后就會(huì)變得面目全非,不再漂亮了,因?yàn)?。 解析:珍珠的主要成分為碳酸鈣和有機(jī)化合物,受汗液的作用時(shí)間長了就會(huì)變色,失去光澤。 答案:珍珠的主要成分是碳酸鈣,接觸皮膚后被汗液所腐蝕而色彩有所變化,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,解析:寶石能做裝飾品,一些寶石具有醫(yī)藥功能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;除此之外,一些寶石還是工業(yè)技術(shù)必需的材料,B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤。用珍珠做的項(xiàng)鏈?zhǔn)芎挂鹤饔?時(shí)間一長就會(huì)變色,失去光澤,所以夏天人體流汗多,不宜戴珍珠項(xiàng)鏈,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:B,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,3.寶石的化學(xué)性質(zhì) 金剛石:幾乎所有的強(qiáng)酸強(qiáng)堿都不能將金剛石腐蝕。 珍珠:成分是碳酸鈣和有機(jī)化合物,遇酸或堿時(shí)就會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。 珍珠的保養(yǎng): (1)不要讓珍珠接觸樟腦丸、清潔劑、酒精、咖啡、香水、油、鹽、醋和臟物,尤其是有機(jī)溶劑,若沾上酒或咖啡,應(yīng)馬上用清水沖洗后用軟布擦干。 (2)夏天流汗多,不宜戴珍珠項(xiàng)鏈。珍珠不戴時(shí)應(yīng)用高級(jí)中性肥皂或洗潔精輕輕洗滌晾干,并忌暴曬珍珠。 (3)不戴時(shí)用首飾盒小心存放,并注意保持一定的濕潤度。忌用脫脂棉包珍珠。不要與其他首飾放在一起,以免刮花珍珠表面。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,1,2,3,4,5,1.下列屬于原子晶體的化合物是( ) A.干冰 B.二氧化硅 C.金剛石 D.氯化鈉 解析:干冰為分子晶體,氯化鈉為離子晶體。屬于原子晶體的有選項(xiàng)B和C,其中金剛石是單質(zhì),只有二氧化硅是屬于原子晶體的化合物。 答案:B,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,1,2,3,4,5,2.下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵 B.分子晶體的狀態(tài)變化,只需克服分子間作用力 C.金屬晶體通常具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和良好的延展性 D.離子晶體在熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電 解析:有的原子晶體中存在極性共價(jià)鍵,如SiO2原子晶體中Si、O之間的化學(xué)鍵就是極性共價(jià)鍵,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;分子晶體由分子構(gòu)成,分子間以分子間作用力結(jié)合。分子晶體的狀態(tài)變化實(shí)際上是分子間距離的變化,這種變化只需克服分子間作用力就可實(shí)現(xiàn),故B項(xiàng)正確;金屬晶體中有自由電子,故能導(dǎo)電、導(dǎo)熱,自由電子與所有金屬陽離子形成金屬鍵,這是金屬有延展性的原因,C項(xiàng)正確;離子晶體中有離子,熔化后離子可自由移動(dòng),故能導(dǎo)電,D項(xiàng)正確。 答案:A,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,1,2,3,4,5,3.據(jù)美國科學(xué)雜志報(bào)道:在40 GPa高壓下,用激光器加熱到1 800 K,制得具有高熔點(diǎn)、高硬度的二氧化碳晶體。下列關(guān)于該晶體的說法正確的是( ) A.該晶體屬于分子晶體 B.該晶體易汽化,可用作制冷材料 C.一定條件下,該晶體可跟氫氧化鈉反應(yīng) D.每摩爾該晶體中含5 mol CO鍵 解析:高熔點(diǎn)、高硬度是原子晶體的特點(diǎn),故該二氧化碳晶體是原子晶體。 答案:C,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,1,2,3,4,5,4.下列寶石的名稱與其化學(xué)成分不一致的是( ) A.珍珠:有機(jī)化合物,CaCO3 B.孔雀石:BeAl2O4 C.水晶:SiO2 D.翡翠:NaAl(SiO3)2 解析:孔雀石的主要成分為CuCO3Cu(OH)2。 答案:B,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測,1,2,3,4,5,5.下列寶石屬于自色礦物的是( ) 橄欖石鐵鎂硅酸鹽,致色元素是鐵 孔雀石CuCO3Cu(OH)2,致色元素是銅 紅寶石Al2O3,致色元素是鉻 貓眼石BeAl2O4,致色元素是鉻和鐵 A. B. C. D. 解析:橄欖石和孔雀石的顏色是由自身所含元素所致,這種礦物稱為自色礦物;紅寶石和貓眼石的顏色是由它們所含微量雜質(zhì)元素所產(chǎn)生的顏色,這種礦物稱為他色礦物。 答案:A,