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(共36张PPT)
第三单元 从微观结构看物质的多样性
1.了解同素异形现象并能进行判断
2.了解同分异构现象并能进行判断
3.了解常见的晶体类型并理解不同晶体的结构
石墨
纳米碳管
金刚石
情境引入
交流讨论
在一定条件下，金刚石、石墨在纯氧中完全燃烧均只生成二氧化碳，它们在一定条件下能相互转化，说明它们都是碳元素的单质。金刚石晶体无色透明，有光泽，十分坚硬，可做装饰品，可用于切割玻璃、花岗岩，可做地质和石油勘探的钻头等。石墨呈灰黑色，质地较软，能导电，可做润滑剂和电极等。为什么它们的性质有如此大的差异呢？
金刚石
金刚石及其结构
结 构 决 定 性 质
石墨
石 墨 及 其 结 构
结 构 决 定 性 质
同素异形现象
一
C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60
同一种元素形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象
1. 概念
单质之间互称为同素异形体
2. 常见同素异形体
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
同素异形现象
一
纳 米 碳 管
同素异形现象
一
石 墨 烯
同素异形现象
一
1985年，美国得克萨斯州罗斯大学的科学家制造出了新型单质C60分子，并在建筑设计师富勒设计球形建筑的启发下，绘制出由20个正六边形和12个正五边形构成的封闭笼状分子，形似足球，又称为“足球烯”。
的发现
C60
足球烯分子的笼状结构，使其他物质有可能引入到该球体内部，如科学家已经尝试在分子中空部位加各种各样的金属，使之具有超导性。
同素异形现象
一
笼状碳分子
化学式 颜色 气味 沸点 溶解性
氧气 O2 无色气体 无味 －183℃ 0.030
臭氧 O3 淡蓝色气体 鱼腥味 －112.4℃ >O2
氧元素的不同单质
磷元素的不同单质
白磷
红磷
磷元素的不同单质
2.同素异形体的物理性质差异很大
(2)氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性更强。
(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
白磷、红磷完全燃烧都生成P2O5
同种元素，不同单质，结构不同，化性相似，物性不同
归 纳 提 升
一
3.同素异形体的化学性质相似
1.同素异形体的的结构不同
2.同素异形体的物理性质差异很大
归 纳 提 升
一
3.同素异形体的化学性质相似
1.同素异形体的的结构不同
4.同素异形体之间转化属于化学变化
(2) 3O2　=== 2O3
放电
2O3 === 3O2
氟氯烃
隔绝空气加热到260℃
(3) 白磷 红磷
加热到416℃升华后，冷凝
(1) C(石墨) === C(金刚石)
基础实验
用不同颜色的小球代表碳、氢原子，用塑料棒代表原子间形成的共价键，依据碳、氢原子形成共价键的特征，制作分子式为C4H10的有机化合物的分子结构模型。你可以制作出几种不同的分子结构模型呢？
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
同分异构现象
二
1. 概念
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
分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
分子式 C2H6O C2H6O
沸点
球棍模型
结构式
观察思考
78℃
-23℃
同分异构现象
二
1. 概念
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
分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
三个相同——分子式相同，同为化合物，相对分子质量相同
(3) 同分异构体的性质差别是由分子结构的差别所决定的
(2) 两个不同——分子结构不同，性质不同
理解
同分异构现象
二
1. 概念
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
分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
(3) 大量有机物存在同分异构现象
2. 有机物种类繁多的原因
(1) 有机物中可以含一个碳原子，也可以含成千上万个碳原子
(2) 碳原子之间成键的多样性
定义 研究对象 分子式 结构 性质
同位素
同素异形体
同分异构体
概 念 辨 析
质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同原子
同种元素形成的不同单质
分子式相同，结构不同的化合物
原子
单质
化合物
元素符号相同
分子式不同
O2和O3
相同
电子层结构相同
原子核结构不同
物理性质不同，化学性质几乎相同
单质的组成与结构不同
不同
物理性质不同
化学性质不一定相同
1
1
H
1
2
H
1
3
H
物理性质不同，化学性质基本相同
雪花
石英
萤石
晶体硫
重晶石
紫水晶
常 见 的 晶 体
水晶
氯化钠
金刚石
常 见 的 晶 体
根据你所知道的相关晶体的知识，观察这些晶体在外观上有什么特点？它们的物理性质(如硬度、熔点、沸点、导电性等)有什么特点？
交流讨论
晶体与非晶体
三
3.构成微粒有原子、分子、离子
用X射线进行晶体的衍射实验时发现，在晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列。
1.规则的几何外形
2.晶体有固定的熔、沸点
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
晶体与非晶体
三
阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体
离子晶体：
干冰
O
C
晶体与非晶体
三
分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列形成的
离子晶体：
180
109 28
Si
O
共价键
SiO2平面结构
Si
Si
Si
O
O
Si
Si
Si
O
O
Si
Si
Si
O
O
Si
Si
Si
O
O
晶体与非晶体
三
相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体
共价晶体：
晶体与非晶体
三
金
铜
铋
银
金属晶体：
有金属光泽，能导电和导热，有延展性
晶体与非晶体
三
松香
玻璃
石蜡
橡胶
非晶体
跨学科链接
液 晶
晶体
液晶
液体
能力培养
1.金刚石、石墨、C60都是碳元素的同素异形体，其性质有所不同，这是因为(　　)
A． 构成原子不同
B． 原子的各自排列方式不同
C． 具有不同的几何外形
D． 硬度不同
B
2.医学上在对抗癌物质的研究中发现 具有抗癌作用，而
没有抗癌作用，对此下列有关叙述正确的是(　　)
A． 两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的四面体结构
B． 两者互为同分异构体，都是以Pt原子为中心的平面结构
C． 两者为同一物质，都是以Pt原子为中心的四面体结构
D． 两者为同一物质，都是以Pt原子为中心的平面结构
NH3
Pt
Cl
Cl
H3N
NH3
Pt
Cl
Cl
H3N
能力培养
B
能力培养
3.超临界流体是物质介于气态和液态之间的一种新的状态。目前应用最广的是超临界二氧化碳，在化学工业上可取代氟利昂等溶剂、发泡剂。下列有关超临界二氧化碳的说法中错误的是(　　)
A． 用超临界二氧化碳代替氟利昂可减轻对臭氧层的破坏
B． 超临界二氧化碳由CO2分子构成
C． 用超临界二氧化碳溶解物质后，可在常温常压下使二氧化碳挥发除去
D． 超临界二氧化碳是新合成的一种物质
D
能力培养
(1)等质量的C60、金刚石和石墨三者完全
燃烧产生的二氧化碳的物质的量________，
在一定条件下它们相互之间能否转化？
________(填“能”或“不能”)。
(2)固态时C60、金刚石和石墨三者为分子晶体的是________________。
(3)石墨是层状结构，层与层之间可以滑动，其硬度比金刚石小很多的原因是：
_______________________________________________________________。
4.C60、金刚石和石墨的结构模型分别如图所示(金刚石、石墨仅表示出部分结构)：
石墨中层与层之间的作用力是较弱的分子间作用力
相等
能
C60
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