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选修5有机化学基础《归纳与整理》公开课教案优质课下载
一、事件回顾
1、2010年10月5日,瑞典皇家科学院宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因在2004年“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
2、美国航天局曾经悬赏400万美元,寻找一种足够坚韧的材料,来制成长达3.7万公里缆线,搭建一座可以直通宇宙的“太空电梯”。石墨烯的发现让这个人类可以“一步登天”的梦想变成了可能。
3、2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
事件启发:
1、事件1石墨烯可以怎么制取?新材料的发现与制备一定要先进的实验设备?
2、事件2,3说明石墨烯具有怎样的性质?
二、石墨烯的结构与性质
1、结构:
性质:
物性
1、最薄
2、最坚硬,比钢铁还硬100倍、比钻石坚硬
3、传导电子速度最快
4、最好的热传导性能。
5、有非常良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的。
6、溶解性:在非极性溶剂中表现出良好的溶解性 ,具有超疏水性和超亲油性。
7、熔点:科学家在2015年的研究中表示约4125K ,有其他研究表明熔点可能在5000K左右。
8、其他性质:可以吸附和脱附各种原子和分子。
B、化学性质:
1、生物相容性:羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团,从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。
氧化性:可与活泼金属反应。
还原性:可在空气中或是被氧化性酸氧化,通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。
稳定性:石墨烯的结构非常稳定,碳碳键仅为1.42nm。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。同时,石墨烯有芳香性,具有芳烃的性质。
2、化合物