從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性(蘇教版必修)課件

專題1微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性活性炭石墨鉆石碳的一家金剛石石墨顏色狀態(tài)硬度導(dǎo)電性用途石墨灰黑色不透明固體最軟礦物之一導(dǎo)電鉛筆芯H.B電極、潤滑劑鋦鍋鋦碗鋦大缸，擔(dān)著小挑兒游四方···沒有金剛鉆，別攬瓷器活。金剛石，是已知天然礦物中的最硬物質(zhì)。鉆頭、軸承、武器裝備等。金剛石顏色狀態(tài)硬度導(dǎo)電性用途無色透明晶體最硬的天然物質(zhì)不導(dǎo)電裝飾品切割玻璃、大理石鉆探機(jī)鉆頭石墨灰黑色不透明固體最軟礦物之一導(dǎo)電鉛筆芯H.B電極、潤滑劑石墨金剛石C同素異形現(xiàn)象同素異形體同一種元素形成幾種不同單質(zhì)的現(xiàn)象。同一種元素形成幾種不同的單質(zhì)互稱為該元素的同素異形體。概括總結(jié)思考：如何證明金剛石和石墨由同一種元素組成？1772年拉瓦錫證明金剛石可燃，生成CO2，進(jìn)一步測定后確定金剛石是由碳組成的單質(zhì)。1779年舍勒證明石墨可燃，也生成CO2，進(jìn)一步測定后確定石墨是由碳組成的單質(zhì)。1799年法國科學(xué)家摩爾沃將一顆金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭?955年美國科學(xué)家霍爾在1650℃，95000個大氣壓下用石墨合成了金剛石。

納米碳管的發(fā)現(xiàn)

納米碳管可分單層及多層，是由單層、多層同心軸石墨卷曲而成的中空碳管。前后末端類似半圓形，使整個碳管成為一個封閉的結(jié)構(gòu)，納米碳管也是碳單質(zhì)的成員之一。納米碳管強(qiáng)度高且有韌性，重量輕，比表面積大，性能穩(wěn)定。制成碳纖維材料和復(fù)合材料，強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6，科學(xué)家稱之為“超級纖維”；可以在較低的氣壓下存儲大量的氫氣，用這種方法制成的燃料是一種清潔能源，在汽車工業(yè)上將會有廣闊的發(fā)展前景。拓展視野1

C60的發(fā)現(xiàn)

1985年，美國得克薩斯州羅斯大學(xué)的科學(xué)家制造出了碳新型單質(zhì)C60分子。并在建筑設(shè)計(jì)師富勒設(shè)計(jì)球形建筑的啟發(fā)下，繪制出由20個正六邊形和12個正五邊形構(gòu)成的“籠狀”分子結(jié)構(gòu)，因分子結(jié)構(gòu)形似足球，又稱為“足球烯”。

足球烯分子籠狀結(jié)構(gòu)具有向外開放的面，而內(nèi)部卻是空的，這就有可能將其他物質(zhì)引入到該球體內(nèi)部。例如科學(xué)家已經(jīng)嘗試著在這些中空的物質(zhì)中加各種各樣的金屬，使之具有超導(dǎo)性。拓展視野2

隨著研究的深入，一系列碳的“籠狀”的富勒烯被科學(xué)界發(fā)現(xiàn)并制得，其中有C28、C32、C50、C70、C84、C240、C500等。開創(chuàng)了一個全新碳“籠狀”分子應(yīng)用研究新領(lǐng)域。拓展視野3C性質(zhì)各異結(jié)構(gòu)不同C概念理解D氧氣O2臭氧O3物質(zhì)化學(xué)式氣體顏色氣味氧化性臭氧O3氧氣O2無色無味強(qiáng)淡藍(lán)色魚腥味極強(qiáng)觀察與思考

化學(xué)史話

1845年瑞士化學(xué)家馬里納，對純凈的O2進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，獲得了一種新的氣體，并把它叫做臭氧。

3O2====2O3放電臭氧層空洞的擴(kuò)大資料卡美國宇航局提供的衛(wèi)星圖片2000年2006年觀察與思考紅磷與白磷元素100多種物質(zhì)4000萬種？同素異形體可以豐富物質(zhì)世界···元素同素異形體碳鉆石、石墨、無定型碳、富勒烯磷白磷、黑磷、紅磷氧O2

、O3、O4、O8、硫單斜硫、斜方硫、彈性硫硒紅硒、黑硒、灰硒硼結(jié)晶硼、無定型硼鍺ａ-鍺、β-鍺同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)差異物質(zhì)正丁烷異丁烷熔點(diǎn)/℃-138.4-159.6沸點(diǎn)/℃-0.5-11.7液態(tài)密度/g·cm-30.57880.557結(jié)論：物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)可能相似或不同。分子式C2H6OC2H6O球棍模型結(jié)構(gòu)式名稱沸點(diǎn)C2H6O乙醇二甲醚78℃－23℃有機(jī)物種類繁多的原因⑴有機(jī)物中可以含一個碳原子,也可成千上萬個碳原子。⑵碳原子之間可有單鍵、雙鍵、三鍵，也可有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。⑶大量存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。比較同素異形體、同分異構(gòu)體、同位素三個概念同素異形體同分異構(gòu)體同位素相同點(diǎn)不同點(diǎn)研究對象同一種元素組成結(jié)構(gòu)不同分子式相同分子結(jié)構(gòu)不同質(zhì)子數(shù)相同的同種元素中子數(shù)不同單質(zhì)化合物原子O2O3白磷紅磷C4H1011H12H13H隨堂練習(xí)答案

BBBC晶體的概念什么叫晶體?晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。晶體中的微粒按一定的規(guī)則排列。陰陽離子分子原子陰陽離子間以離子鍵結(jié)合，形成離子晶體。分子間以分子間作用力（又稱范德華力）結(jié)合，形成分子晶體。原子間以共價鍵結(jié)合，形成原子晶體。構(gòu)成晶體的基本微粒和作用力不同類型的晶體氯化鈉晶體每個Na+周圍有六個Cl-每個Cl-周圍有六個Na+一、離子晶體1.定義：2.特點(diǎn)：3.屬于離子晶體的物質(zhì)：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。無單個分子存在；如：NaCl不表示分子式。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。二氧化碳晶體二氧化碳的晶胞可以看成一個小正方體，二氧化碳分子位于正方體的八個頂點(diǎn)和六個面的中心上。二、分子晶體1.定義：2.特點(diǎn)：3.形成分子晶體的物質(zhì)：分子間通過分子間作用力結(jié)合成的晶體。有單個分子存在；化學(xué)式就是分子式。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小。液態(tài)不導(dǎo)電，溶于水有的導(dǎo)電鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物等。金剛石1.金剛石屬于原子晶體，呈空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2.金剛石晶體中碳碳鍵的鍵角為109°28′。3.金剛石晶體中基本結(jié)構(gòu)單元：正四面體4.金剛石晶體最小的碳原子環(huán)為六元環(huán)。二氧化硅晶體1.二氧化硅屬于原子晶體，呈空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2.二氧化硅晶體中硅氧鍵的鍵角為109°28′。3.二氧化硅晶體中1個硅原子周圍有4個氧原子，1個氧原子有2個硅原子；1個硅原子占有4個硅氧鍵，1個氧原子占有2個硅氧鍵。4.二氧化硅晶體最小的原子環(huán)為十二元環(huán)，其中有6個硅原子，6個氧原子。三、原子晶體1.定義：2.特點(diǎn)：3.屬于原子晶體的物質(zhì)：原子間通過共價鍵結(jié)合成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。同種或異種原子熔沸點(diǎn)很高，硬度很大。不導(dǎo)電，難溶于水金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。四、金屬晶體1.定義：2.物理性質(zhì)：3.屬于金屬晶體的物質(zhì)：金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體。金屬鍵：金屬陽離子和自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用構(gòu)晶微粒：金屬陽離子、自由電子有金屬光澤、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性金屬單質(zhì)或合金如：鈉、鉀、銅石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨的結(jié)構(gòu)石墨石墨為什么很軟？石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價鍵，故熔沸點(diǎn)很高。

所以，石墨稱為混合型晶體?！旌闲途w拓展視野總結(jié)：四類晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體晶體粒子粒子間作用硬度熔點(diǎn)溶解性導(dǎo)電性陰、陽離子分子原子金屬陽離子、自由電子金屬鍵離子鍵分子間作用力共價鍵較大較小很大一般較大，部分小較高較低很高有高有低多數(shù)易溶于水有的溶，有的不溶難溶難溶，有些可與水反應(yīng)熔化或溶于水能導(dǎo)電不易導(dǎo)電不易導(dǎo)電良導(dǎo)體（導(dǎo)電傳熱）觀察與思考4．教材表1－10列出了幾種晶體的熔點(diǎn)、硬度。聯(lián)系它們所屬的晶體類型，體會四類晶體的性質(zhì)特點(diǎn)。

答案

通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)除了金屬晶體之間的差異較大，其他三種晶體，同一類晶體之間的性質(zhì)有一定的相似性，不同類晶體之間的性質(zhì)有一定的差異。觀察熔點(diǎn)、硬度，我們可以發(fā)現(xiàn)熔點(diǎn)、硬度由高到低一般來說：原子晶體>離子晶體>分子晶體。而金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別較大。如鎢的熔點(diǎn)高達(dá)

3410℃，比原子晶體SiO2的熔點(diǎn)還高，而Na的熔點(diǎn)很低，比一些分子晶體的熔點(diǎn)還低。

晶體類型的判斷從組成上判斷（僅限于中學(xué)范圍）：金屬單質(zhì)：金屬晶體有無金屬離子或NH4+？(有：離子晶體)是否屬于“四種原子晶體”？以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。從性質(zhì)上判斷：熔沸點(diǎn)和硬度；由高到低一般來說：原子晶體>離子晶體>分子晶體。而金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別較大。熔融狀態(tài)的導(dǎo)電性。(導(dǎo)電：離子晶體、金屬晶體)下列物質(zhì)所屬晶體類型分類正確的是

()原子晶體分子晶體離子晶體金屬晶體A石英冰金剛石硫酸B生石灰固態(tài)氨食鹽汞C石膏氯化鈉明礬氯化鎂D金剛石干冰芒硝鐵1、下列物質(zhì)所屬晶體類型分類正確的是()D課堂練習(xí)題2.下列各組物質(zhì)的晶體中,化學(xué)鍵類型相同、晶體類型也相同的是（）

A.SO2和SiO2 B.CO2和H2O

C.NaCl和HCl D.CCl4和KCl3.下列物質(zhì)的晶體中，不存在分子的是

（）

A、二氧化碳 B、二氧化硫

C、二氧化硅 D、二硫化碳4、下列晶體熔化時，不需要破壞化學(xué)鍵的是（）

A、金剛石B、干冰

C、食鹽