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第三节 从微观结构看物质的多样性
第五章 微观结构与物质的多样性
授课人：
学习目标
1.以同素异形现象、同分异构现象为例,认识物质的多样性与微观结构有关。
2.认识物质的结构决定物质的性质,性质的特点体现了结构的特点。
3.利用结构模型,研究物质的微观结构。
碳元素形成的单质不仅有金刚石、石墨，还有富勒烯（包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管）等。
同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。
这些单质之间互称为该元素的同素异形体。
一、同素异形现象
一、同素异形现象
金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式均不同。
金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构。
大
无色透明, 有光泽,硬度大。
做装饰品,切割玻璃、花岗岩,做石油勘探的钻头等。
一、同素异形现象
而石墨晶体为层状结构，层内碳原子间以共价键结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，层间存在分子间作用力。
金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式均不同。
灰黑色,质地较软, 能导电
可做润滑剂和电极等
石墨烯，是一种由碳原子构成的二维层状的碳材料，是目前最理想的纳米材料之一，是构成其他石墨材料的基本单元。它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有广泛的应用前景。
具有优异的光学、电学、力学特性
在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有广泛的应用前景。
一、同素异形现象
C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯”。
一、同素异形现象
一、同素异形现象
氧气
氧元素
无色无味气体
臭氧
淡蓝色气体,有鱼腥味,
氧化性极强　
3O2 2O3
一、同素异形现象
白磷
磷元素
红磷
蜡状固体,有剧毒,在空气中能自燃,应保存在冷水中
红棕色固体,在空气中能稳定存在,在加热或点燃时也能燃烧
疑难解析
例1.下列叙述正确的是(　　)
A.由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物
B.金刚石和石墨具有相似的化学性质
C.金刚石转化为石墨,有单质生成,该反应属于氧化还原反应
D.C60是新发现的一种碳的化合物
B
二、同分异构现象
结构不同，结构决定性质
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。
分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
存在：在有机化合物中普遍存在，是有机化合物种类繁多的原因之一。
二、同分异构现象
二、同分异构现象
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点
不同点
研究对象
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
红磷
C4H10
11H 12H 13H
二、同分异构现象
疑难解析
例2.下列物质之间的相互关系错误的是(　　)
A.CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH互为同分异构体
B.O2和O3互为同素异形体
C.H和T互为同位素
D.冰和干冰为同一种物质
D
三、晶体与非晶体
常见的固态物质一般可分为晶体和非晶体。
晶体具有规则的几何外形，用X射线进行衍射实验时发现，在晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列。晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。
氯化钠、金刚石、干冰等物质属于晶体。石蜡、玻璃、橡胶等物质属于非晶体，它们没有固定的熔点，一般也不具备规则的几何外形。
三、晶体与非晶体
由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
离子晶体
在食盐晶体中，带正电的钠离子与带负电的氯离子相互作用，形成了如图所示的立方体结构。
三、晶体与非晶体
分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列形成的。
分子晶体
干冰等由分子构成的物质所形成的晶体属于分子晶体体结构。
三、晶体与非晶体
金刚石晶体中每个碳原子与相邻的四个碳原子也以共价键结合，形成空间网状结构。
共价晶体
在石英晶体中，硅原子和相邻的氧原子以共价键结合。
每个硅原子和相邻的四个氧原子结合，每个氧原子和相邻的两个硅原子结合，向空间伸展，形成彼此连接的空间网状结构，因此石英晶体中不存在单个分子。
三、晶体与非晶体
金属晶体
金属晶体有共同的物理特性，如有金属光泽、能导电和传热、有延展性等。
三、晶体与非晶体
例3.下列各晶体含有的化学键类型相同且晶体类型也相同的一组是 (　　)
A.SiO2和SO2 B.SiO2和NaCl
C.NaCl和HCl D.CCl4和CH4
D
疑难解析
例4.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是(　　)
A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱
B.CaF2的熔、沸点较高,硬度较大
C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电
D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
C
课堂小结
同素异形现象
晶体与非晶体
不良反应
同素异形现象
同素异形体
离子晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
同分异构现象
同分异构现象
同分异构体
随堂练习
1.下列各组物质:① K和 Ca　② 和 　③12C和14C
④ 和 　⑤石墨和C60　
⑥NH4CNO和CO(NH2)2 ⑦T和D
⑧ 和 　⑨氯气和液氯
(1)互为同位素的是 　　　　 (填序号,下同)。(2)互为同素异形体的是 　　　　 。
(3)互为同分异构体的是 　　　　 。 (4)属于同一种物质的是 　　　　 。
③⑦
⑤
②⑥⑧
④⑨
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