同素異形體與同分異構(gòu)體(新課件)

1、2021/8/1412021/8/142 人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅100100多種，而多種，而這些種類有限的元素卻構(gòu)成數(shù)千萬種這些種類有限的元素卻構(gòu)成數(shù)千萬種不同的物質(zhì)，你們知道這是為什么嗎？不同的物質(zhì)，你們知道這是為什么嗎？同素異形現(xiàn)象同素異形現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象 同種元素形成的單質(zhì)一定是同同種元素形成的單質(zhì)一定是同一種物質(zhì)嗎一種物質(zhì)嗎? ?2021/8/143 種類有限的元素構(gòu)成數(shù)不清的物質(zhì)，種類有限的元素構(gòu)成數(shù)不清的物質(zhì)，你們知道哪種元素形成的物質(zhì)種類最多嗎？你們知道哪種元素形成的物質(zhì)種類最多嗎？ 碳碳在地殼中的含量只占在地殼中的含量只占0.087%0.087%。但含

2、碳元。但含碳元素的單質(zhì)和化合物達(dá)到素的單質(zhì)和化合物達(dá)到90%90%以上。它們在國民經(jīng)以上。它們在國民經(jīng)濟(jì)和我們?nèi)粘Ｉ罾镎加蟹浅Ｖ匾牡匚?。?jì)和我們?nèi)粘Ｉ罾镎加蟹浅Ｖ匾牡匚?。碳生命的基礎(chǔ)元素碳生命的基礎(chǔ)元素2021/8/144世界最大的綠色世界最大的綠色鉆石鉆石4141克拉克拉 （8.28.2克）克） 世界最大的有色世界最大的有色鉆石鉆石407.48407.48克拉（克拉（81.5081.50克）克）(1克拉克拉=200毫克毫克=0.2克克)2021/8/145碳元素的單質(zhì)碳元素的單質(zhì)金剛石金剛石石墨石墨2021/8/146金剛石金剛石石墨石墨原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)顏色狀態(tài)顏色狀態(tài)硬度硬度熔點(diǎn)熔

3、點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)電性用途用途無色透明，光彩奪目，無色透明，光彩奪目，正八面體晶體正八面體晶體灰黑色，有金屬光澤，灰黑色，有金屬光澤，不透明，細(xì)鱗片狀固體不透明，細(xì)鱗片狀固體天然、最硬物質(zhì)天然、最硬物質(zhì)最軟礦物之一最軟礦物之一很高很高很高很高導(dǎo)電導(dǎo)電不導(dǎo)電不導(dǎo)電裝飾品裝飾品切割玻璃、大理石切割玻璃、大理石鉆探機(jī)鉆頭鉆探機(jī)鉆頭鉛筆芯鉛筆芯 H.B電極、潤滑劑電極、潤滑劑坩堝坩堝 金剛石與石墨的比較：金剛石與石墨的比較：+6422021/8/147金剛石、石墨的用途：金剛石、石墨的用途：思考：金剛石和石墨的物理性質(zhì)為什么不一樣？思考：金剛石和石墨的物理性質(zhì)為什么不一樣？ 2021/8/148金剛石晶體結(jié)構(gòu)

4、金剛石晶體結(jié)構(gòu)2021/8/149石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體結(jié)構(gòu)2021/8/1410金剛石是正四面體空間金剛石是正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力很強(qiáng)用力很強(qiáng) 金剛石和石墨物理性質(zhì)的差異，主要是由于金剛石和石墨物理性質(zhì)的差異，主要是由于碳原子排列結(jié)構(gòu)的不同引起的碳原子排列結(jié)構(gòu)的不同引起的 2021/8/1411 其中其中C60是是60個碳原子形成的封閉籠個碳原子形成的封閉籠狀分子，形似足球，故稱之為狀分子，形似足球，故稱之為“足球足球烯烯”）富勒烯：富勒烯：固態(tài)碳的第三種結(jié)構(gòu)形式，固態(tài)碳的第三種結(jié)構(gòu)形式，三維空心球狀結(jié)構(gòu)。三維空心球狀結(jié)構(gòu)。 （包括（包括C C6060、C C

5、7070和納和納米碳管等）米碳管等）2021/8/1412C602021/8/1413C702021/8/1414碳納米管碳納米管2021/8/1415l我們通常把碳元素形成多種單質(zhì)的這種現(xiàn)我們通常把碳元素形成多種單質(zhì)的這種現(xiàn)象稱為同素異形現(xiàn)象，把金剛石、石墨和象稱為同素異形現(xiàn)象，把金剛石、石墨和C60等互稱為同素異形體，那么同素異形現(xiàn)等互稱為同素異形體，那么同素異形現(xiàn)象和同素異形體的定義是什么？象和同素異形體的定義是什么？2021/8/1416l同素異形現(xiàn)象：同素異形現(xiàn)象：同種元素形成多種不同同種元素形成多種不同 單質(zhì)單質(zhì) 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。同素異形體：同素異形體：同一種元素形成的不同同一種元

6、素形成的不同 單質(zhì)單質(zhì) 。一、同素異形現(xiàn)象一、同素異形現(xiàn)象三要素三要素: 同種元素、單質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同同種元素、單質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同2021/8/1417性質(zhì)特點(diǎn)性質(zhì)特點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)：相似化學(xué)性質(zhì)：相似(或略有差異或略有差異)物理性質(zhì)：差別很大物理性質(zhì)：差別很大形成方式：形成方式：分子里原子個數(shù)不同；如：分子里原子個數(shù)不同；如：O2與與O3晶體里原子的排列方式不同；晶體里原子的排列方式不同； 如：金剛石與石墨如：金剛石與石墨晶體里分子的排列分式不同；晶體里分子的排列分式不同； 有些形成方式是多種混合而成的。有些形成方式是多種混合而成的。2021/8/1418二、幾種常見的同素異形體二、幾種常見的同素異形體1

7、、碳的同素異形體：、碳的同素異形體：金剛石、石墨與富勒烯金剛石、石墨與富勒烯2、氧的同素異形體：、氧的同素異形體：氧氣與臭氧氧氣與臭氧 3、磷的同素異形體：、磷的同素異形體：白磷與紅磷白磷與紅磷2021/8/1419臭氧與氧氣的性質(zhì)對比 3O2 = 2O3 放電放電化學(xué)式化學(xué)式 OO3 3 O2 通常狀態(tài)通常狀態(tài) 淡藍(lán)色氣體淡藍(lán)色氣體 無色氣體無色氣體 氣味氣味 魚腥味魚腥味 無味無味 固固 態(tài)態(tài) 紫黑色紫黑色 雪花狀淡藍(lán)色雪花狀淡藍(lán)色 沸沸 點(diǎn)點(diǎn) - -112.4112.4 - -183183 熔熔 點(diǎn)點(diǎn) - -251251 - -218218 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 臭氧比氧氣活潑臭氧比氧氣活潑

8、 2021/8/1420l臭氧層的高度臭氧層的高度l臭氧層的作用臭氧層的作用l臭氧層的變化臭氧層的變化l保護(hù)臭氧層的措施保護(hù)臭氧層的措施臭氧層臭氧層資料卡資料卡2021/8/1421臭氧洞的臭氧洞的 擴(kuò)大擴(kuò)大2021/8/1422 (1) (1) 直接危害人體健康，象皮膚癌、白直接危害人體健康，象皮膚癌、白內(nèi)障、各種傳染病患者會大幅度增加；內(nèi)障、各種傳染病患者會大幅度增加；(2) (2) 對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林牧漁業(yè)造成破壞，對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林牧漁業(yè)造成破壞，農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)、品質(zhì)下降，漁業(yè)產(chǎn)量減少，農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)、品質(zhì)下降，漁業(yè)產(chǎn)量減少，森林覆蓋率減少等等。森林覆蓋率減少等等。臭氧空洞擴(kuò)大的危害臭氧空洞擴(kuò)大的

9、危害2021/8/1423白磷與紅磷的性質(zhì)對比白磷與紅磷的性質(zhì)對比 246246 40 40 紅磷紅磷白磷白磷元素組成元素組成磷元素磷元素磷元素磷元素分子分子分子較復(fù)雜分子較復(fù)雜,呈長鏈狀呈長鏈狀P4(正四面體的分子正四面體的分子)物理性質(zhì)物理性質(zhì)紅棕色固體紅棕色固體,無毒無毒白色蠟狀固體白色蠟狀固體,有劇毒有劇毒化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)在空氣中能穩(wěn)定存在在空氣中能穩(wěn)定存在能自然能自然(少量保存在冷少量保存在冷水中水中)著火點(diǎn)著火點(diǎn)燃燒方程式燃燒方程式 4P+5O2 = 2P2O5點(diǎn)燃點(diǎn)燃2021/8/14242021/8/1425紅磷 拓展視野拓展視野2021/8/1426同素異形體與同位素的比較：

10、同素異形體與同位素的比較：同素異形體同素異形體同位素同位素定義定義研究對象研究對象常見實例常見實例同一種元素形同一種元素形成的不同單質(zhì)成的不同單質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不數(shù)（或中子數(shù)）不同的原子同的原子單質(zhì)單質(zhì)原子原子1 1H H、2 2H H、3 3H H3535ClCl、3737ClCl金剛石、石墨金剛石、石墨O O3 3 、O O2 22021/8/1427練習(xí)：練習(xí)：1、判斷下面哪些是同素異形體（、判斷下面哪些是同素異形體（ ），哪），哪些是同位素（些是同位素（ ） A.紅磷、白磷紅磷、白磷 B.水、重水水、重水 C.16O、17O、18O D.金剛石、石墨金剛

11、石、石墨2 2、最近，科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心、最近，科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C C6060。下列說法正確的。下列說法正確的是（是（ ）A A、C C6060是一種新型的化合物是一種新型的化合物B B、C C6060和石墨都是碳的同素異形體和石墨都是碳的同素異形體C C、C C6060中含離子鍵中含離子鍵D D、C C6060的相對分子質(zhì)量是的相對分子質(zhì)量是7207202021/8/14282 2、納米碳管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個、納米碳管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米的空心管納米的空心管. .下列說法錯誤的

12、是下列說法錯誤的是( )( )A.A.納米碳管是一種新型的有機(jī)化合物納米碳管是一種新型的有機(jī)化合物B.B.納米碳管材料如果完全燃燒納米碳管材料如果完全燃燒, ,生成物是二氧化生成物是二氧化碳碳C.C.納米碳管材料管道多納米碳管材料管道多, ,表面積大表面積大, ,吸附能力強(qiáng)吸附能力強(qiáng)D.D.納米碳管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定納米碳管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定. .A2021/8/14293、 如果在高溫下，使金剛石或石墨在如果在高溫下，使金剛石或石墨在O2中完全中完全燃燒，產(chǎn)物是什么？燃燒，產(chǎn)物是什么？4、石墨在、石墨在2000、51061107 Kpa并有催并有催化劑條件下可轉(zhuǎn)化變成金剛石，這個事實說明

13、化劑條件下可轉(zhuǎn)化變成金剛石，這個事實說明什么？什么？ （都是CO2 ） 說明：金剛石和石墨是由同種元素形成的，說明：金剛石和石墨是由同種元素形成的，只不過結(jié)構(gòu)不同而已。只不過結(jié)構(gòu)不同而已。2021/8/1430二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體名稱名稱熔點(diǎn)熔點(diǎn)沸點(diǎn)沸點(diǎn)相對密度相對密度正丁烷正丁烷-138.4-0.50.5788異丁烷異丁烷-159.6-11.70.557C4H10 丁烷丁烷2021/8/1431C4H10 丁烷丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 CH3二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體2021/8/1432化合物具有相同的分

14、子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)式的 現(xiàn)象叫現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體二、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體 三要素三要素:分子式相同、結(jié)構(gòu)不同、化合物分子式相同、結(jié)構(gòu)不同、化合物2021/8/1433同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體三概念的比較同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體三概念的比較概念概念內(nèi)涵內(nèi)涵比較對象比較對象實例實例同位素同位素同素異形體同素異形體同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)不等，原子之間不等，原子之間原子原子氕、氘、氚氕、氘、氚同一元素同一元素 形成的不形成的不同單質(zhì)同單質(zhì)單質(zhì)單質(zhì)O2、O3相同分子式，不相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物同結(jié)構(gòu)的化合物化合物化合物CH3(CH2)2CH3、C(CH3)32021/8/