同素异形及同分异构.ppt

第三单元 从微观结构看物质的多样性 * 讨论：人类已经发现的元素只有一百多种，可是物质世界是极其丰富多彩、纷繁复杂的，到底一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？ 第一课时 同素异形现象、同分异构现象 专题1 微观结构与物质的多样性 世界上最大的钻石 ——库利南一号 C60 灰黑色固体 最硬的，无色 透明的晶体—金刚石 深灰色、不透明、质软、易导电的片状固体 石墨 金刚石的结构 思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？ 结构决定性质 金刚石晶体中每个C原子与相邻的4个C原子以共价键结合，形成空间网状结构。最小的碳环上有6个C原子且6个C原子不在同一平面。金刚石的基本结构单元是正四面体。 石墨的结构 石墨晶体为层状结构，层内C原子以共价键结合，每一层内C原子排列成平面六边形，无数六边形排列成平面网状结构，层间碳原子间存在分子间作用力。 C60的结构 C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，是一个由20个正六边形和12个正五边形构成的削角二十面体。形似足球，人们又称它为“足球烯”。 碳纳米管 还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。 2、同素异形体：同一种元素能够形成几种性质不同的单质，这些单质互称为该元素的同素异形体。 例如： C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60， O元素的同素异形体有：O2、O3， P元素的同素异形体有：红磷、白磷 1、同素异形现象：同一种元素能够形成几种性质不同的单质，这种现象称为同素异形现象。 一、 同素异形现象 实例：氧元素的不同单质 ①氧气与臭氧的物理性质比较： O2 －112.4 鱼腥味 淡蓝色 O3 臭氧 2O3===3O2 3O2===2O3 转化 0.030 －183 无味 无色 O2 氧气 溶解性 沸点 ℃ 气味 颜色 （气态） 化学式 放电 观察：1980-1991年“臭氧空洞”的变化 拓展视野 化学式 相互转化 贮存 着火点 溶解性 毒性 色、态 红磷 白磷 名称 白色蜡状固体 红棕色粉末 剧毒 无毒 不溶于水，易溶于CS2 不溶于水和CS2 40℃ 240℃ P4 P 白磷 红磷 隔绝空气，加热到260℃ 加热到416℃升华后冷却 ②磷元素的不同单质比较： 拓展视野 少量保存在水中，大量密封保存 密封保存 [总结]同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，而化学性质往往比较接近。 (2)氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性更强。O3常用消毒杀菌剂、漂白剂等。 (1)C + O2 = CO2 点燃 (3)4P + 5 O2　= 2P2O5 点燃 金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成CO2气体。 白磷、红磷完全燃烧都生成P2O5。 通过前面的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是同种元素能形成不同的单质。同种元素形成的单质不一定是同一种物质，那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗? [讨论] 思考 根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为C4H10可能的分子结构模型。 C C C C H H H H H H H H H H C C C C H H H H H H H H H H 问题1:对比两个模型,找找它们的联系? 共同点: 不同点: 分子式相同 结构不同 二、同分异构现象 同分异构体 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。 具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。 问题2:同分异构体间性质有无差异? 同分异构体间的物理性质差异 0.557 0.5788 液态密度/g·cm-3 结论： -11.7 -0.5 沸点/℃ -159.6 -138.4 熔点/℃ 异丁烷 正丁烷 物质 物理性质不同，化学性质可能相似或不同。 沸点 名称 结构式 球棍模型 C2H6O C2H6O 分子式 C2H6O －23℃ 78 ℃ 二甲醚 乙醇 比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念 研究对象 实例 不同点 相同点 同位素 同分异构体 同素异形体 同一种元素组成 结构不同 分子式相同 分子结构不同 质子数相同的同种元素 中子数不同 单质 化合物 原子 O2 O3 白磷