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苏教版 必修第一册
能构建微观结构与物质多样性之间的联系；能依据物质的微观结构特征对物质进行分类；
能解释或预测物质具有的一些典型性质。
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。
一、同素异形现象
同素异形现象：
同一种元素能够形成几种不同的单质的现象
同素异形体：
同一种元素形成的不同的单质
研究发现，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气体，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。
为什么它们的性质有如此大的差异呢？
对比分析以下几种碳单质的结构。
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。
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。
碳原子的成键方式和排列方式均不同。
物质的结构决定了物质的存在形态和性质。即便是由同种元素组成的单质，若构成单质的原子之间的连接方式不同，就会形成存在形态和性质不同的物质。
对比分析以下几种碳单质的结构。
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”
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。
氧元素形成的单质：氧气和臭氧；磷元素形成的单质：白磷和红磷。
大气中的臭氧每减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌患病率就增加3%，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，已尝到苦头，只要走出家门，就要在衣服遮不住的肤面，涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。
臭氧层空洞的危害
下列有关碳及其化合物的说法中，正确的是（ ）
A. 干冰与CO2气体互为同素异形体
B. 126C、613C、146C是碳元素的3种同素异形体
C. 通过改变碳原子排列方式可实现石墨转化为金刚石
D. 石墨和石墨烯都是碳元素形成的单质，性质完全相同
C
完成以下表格，指出这两种物质结构和性质的异同及原因。
C4H10
C4H10
分子式相同，结构不同，故沸点不同
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。
分子式相同而结构不同的化合物
研究对象
条件
判断正误：
有机化合物CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH互为同分异构体
二、同分异构现象
乙醇（沸点为78 ℃）和二甲醚（沸点为-23 ℃）互为同分异构体，它们的分子式都是C2H6O。观察它们的结构式，分析两者间有什么差异。
有机化合物中同分异构现象的普遍存在，是有机化合物种类繁多的原因之一
下列说法中错误的是（ ）
A. 水与过氧化氢互为同分异构体
B. 互为同分异构体
C. 同分异构体的性质有差异，是因为它们的分子结构不同
D. 同分异构现象是有机化合物种类繁多的原因之一
A
化学“三同”的比较
同位素 同素异形体 同分异构体
概念 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子 由同种元素形成的不同单质 分子式相同，但结构不同的化合物
对象 原子 单质 无机化合物、有机化合物
性质 化学性质几乎完全相同, 物理性质略有差异 化学性质相似，物理性质差异较大 化学性质相似或不同，物理性质有差异
②
下列几组物质中，互为同位素的有________，互为同素异形体的有________，互为同分异构体的有________，属于同一种物质的有_______。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3和CH3CH2CH3
①
⑥
⑤
⑤纯碱和碳酸钠
几种常见的晶体
NaCl
金刚石
金属
碘
分子组成
原子组成
离子组成
金属阳离子和电子组成
紫黑色的碘（I2）
外形 有无固定熔点 例子
晶体
非晶体
有规则的几何外形
一般也不具备规则的几何外形
有
无
氯化钠、金刚石、
干冰等
石蜡、玻璃、橡胶等
三、晶体和非晶体
在日常生活中我们会遇到许多晶体，如金刚石、雪花、水晶等。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？
具有规则的几何外形
硬度、熔点、沸点、导电性大小各不同
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
晶体结构的测定
X射线衍射仪
下列关于晶体和非晶体的说法中，正确的是（ ）
A. 晶体常温下呈固态，非晶体常温下均为液态
B. 晶体硬度大，非晶体都很柔软
C. 晶体和非晶体均有固定的熔点
D. 构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列
D

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