第一章碳單質(zhì)的神秘世界：引入與認(rèn)知第二章金剛石：自然界最硬的奇跡第三章石墨：導(dǎo)電性與潤滑性的雙面主角第四章富勒烯：碳的球形新世界第五章碳納米管：碳的納米級奇跡第六章碳單質(zhì)的綠色未來：可持續(xù)發(fā)展之路01第一章碳單質(zhì)的神秘世界：引入與認(rèn)知碳單質(zhì)的無處不在廚房中的碳單質(zhì)森林火災(zāi)中的碳單質(zhì)工業(yè)中的碳單質(zhì)日常烹飪場景中的碳單質(zhì)應(yīng)用自然現(xiàn)象中的碳單質(zhì)變化過程工業(yè)生產(chǎn)中的碳單質(zhì)應(yīng)用實例碳單質(zhì)的物理性質(zhì)對比金剛石的硬度測試石墨的導(dǎo)電性測試碳單質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性實驗實驗演示金剛石劃玻璃現(xiàn)象實驗測量石墨電極在電解水時的電流變化對比石墨與金剛石在化學(xué)環(huán)境中的表現(xiàn)差異碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)分析碳單質(zhì)的還原性實驗碳單質(zhì)的燃燒反應(yīng)碳單質(zhì)的氧化反應(yīng)實例實驗演示碳單質(zhì)與氧化劑的反應(yīng)實驗分析碳單質(zhì)在不同條件下的燃燒產(chǎn)物實驗對比石墨在空氣中的氧化過程碳單質(zhì)的工業(yè)應(yīng)用與價值碳單質(zhì)的冶金應(yīng)用碳單質(zhì)的電子應(yīng)用碳單質(zhì)的復(fù)合材料應(yīng)用高爐煉鐵中焦炭的作用電解鋁中石墨電極的應(yīng)用碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用碳單質(zhì)的同素異形體機(jī)制金剛石與石墨的結(jié)構(gòu)差異同素異形體的轉(zhuǎn)變條件同素異形體的轉(zhuǎn)變機(jī)制對比兩者在原子排列上的不同實驗?zāi)M碳單質(zhì)在不同條件下的相變過程理論解釋碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的原因02第二章金剛石：自然界最硬的奇跡金剛石的地質(zhì)形成之謎地幔深處的形成環(huán)境全球金剛石儲量分布金剛石的形成理論金剛石生成的地質(zhì)條件主要產(chǎn)區(qū)的碳單質(zhì)資源情況地質(zhì)學(xué)對金剛石形成過程的解釋金剛石的物理性質(zhì)深度解析金剛石的硬度機(jī)制金剛石的其他物理性質(zhì)金剛石的熱學(xué)性質(zhì)解釋金剛石硬度高的原因總結(jié)金剛石的其他重要物理特性分析金剛石的熱導(dǎo)率及其應(yīng)用金剛石的化學(xué)穩(wěn)定性實驗金剛石的高溫氧化實驗金剛石的酸堿反應(yīng)金剛石的穩(wěn)定性原因測試金剛石在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性實驗分析金剛石與酸堿的相互作用解釋金剛石化學(xué)穩(wěn)定性的理論依據(jù)03第三章石墨：導(dǎo)電性與潤滑性的雙面主角石墨的層狀結(jié)構(gòu)之謎石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨的層間作用力石墨的微觀結(jié)構(gòu)實驗展示石墨的二維層狀結(jié)構(gòu)解釋石墨層間作用力對物理性質(zhì)的影響通過顯微鏡觀察石墨的層狀結(jié)構(gòu)石墨的導(dǎo)電機(jī)制解析石墨的電子結(jié)構(gòu)石墨的導(dǎo)電性實驗石墨的電化學(xué)性質(zhì)解釋石墨中自由電子的存在實驗驗證石墨的導(dǎo)電性分析石墨的電化學(xué)特性石墨的潤滑特性實驗石墨的摩擦系數(shù)測試石墨的潤滑機(jī)理石墨的工業(yè)應(yīng)用實驗測量石墨的摩擦系數(shù)解釋石墨潤滑性的理論依據(jù)石墨在工業(yè)潤滑中的應(yīng)用實例04第四章富勒烯：碳的球形新世界富勒烯的偶然發(fā)現(xiàn)富勒烯的發(fā)現(xiàn)背景富勒烯的命名過程富勒烯的發(fā)現(xiàn)意義富勒烯發(fā)現(xiàn)的科學(xué)實驗背景富勒烯命名的科學(xué)意義富勒烯發(fā)現(xiàn)的科學(xué)價值富勒烯的分子結(jié)構(gòu)解析富勒烯的晶體結(jié)構(gòu)富勒烯的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)富勒烯的分子軌道理論展示富勒烯的球形結(jié)構(gòu)解釋富勒烯的化學(xué)鍵特點分析富勒烯的電子結(jié)構(gòu)05第五章碳納米管：碳的納米級奇跡碳納米管的意外發(fā)現(xiàn)碳納米管的發(fā)現(xiàn)背景碳納米管的命名過程碳納米管的發(fā)現(xiàn)意義碳納米管發(fā)現(xiàn)的科學(xué)實驗背景碳納米管命名的科學(xué)意義碳納米管發(fā)現(xiàn)的科學(xué)價值碳納米管的完美結(jié)構(gòu)碳納米管的晶體結(jié)構(gòu)碳納米管的尺寸分布碳納米管的力學(xué)性質(zhì)展示碳納米管的圓柱形結(jié)構(gòu)解釋碳納米管的尺寸范圍分析碳納米管的力學(xué)性能06第六章碳單質(zhì)的綠色未來：可持續(xù)發(fā)展之路碳單質(zhì)的環(huán)保挑戰(zhàn)全球碳排放現(xiàn)狀碳材料生產(chǎn)的碳排放碳材料的環(huán)保影響展示全球碳排放的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析碳材料生產(chǎn)過程中的碳排放情況總結(jié)碳材料對環(huán)境的影響07第七章碳單