同素異形體以及同分異構(gòu)體

1、關(guān)于同素異形體和同分異構(gòu)體第1頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四1、同種元素形成的單質(zhì)一定是同一種物質(zhì)嗎?？ 2、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？碳生命的基礎(chǔ)元素 碳在地殼中的含量只占0.087%。但含碳元素的單質(zhì)和化合物達(dá)到90%以上。它們?cè)趪窠?jīng)濟(jì)和我們?nèi)粘Ｉ罾镎加蟹浅Ｖ匾牡匚?。?頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四世界最大的綠色鉆石41克拉 （8.2克） 世界最大的有色鉆石407.48克拉（81.50克）(1克拉=200毫克=0.2克)第3頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四鉛筆（石

2、墨）鉆石（金剛石）都是碳元素的單質(zhì)第4頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 1772年拉瓦錫證明金剛石可燃，生成CO2，進(jìn)一步測(cè)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(cè)定后確定石墨是由碳組成的單質(zhì)?；瘜W(xué)性質(zhì)是相似的第5頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四金剛石石墨組成元素顏色狀態(tài)硬度熔點(diǎn)導(dǎo)電性用途無色透明，有光澤灰黑色，不透明天然最硬物質(zhì) 金剛石與石墨的比較：碳元素鉛筆芯 H.B電極潤(rùn)滑劑裝飾品切割玻璃、大理石鉆探機(jī)鉆頭導(dǎo)電不導(dǎo)電很高很高最軟礦物之一第6頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四思

3、考：金剛石和石墨的物理性質(zhì)為什么不一樣？（在硬度和導(dǎo)電性方面有很大的差異）第7頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 金剛石和石墨物理性質(zhì)的差異，主要是由于碳原子的成鍵方式和排列方式的不同引起的 金剛石晶體中形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力很強(qiáng)。石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為正六邊形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層間分子間作用力弱，所以層與層間易滑動(dòng)第8頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 金剛石與石墨都是由同種元素(C)所形成的不同的單質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為？金剛石和石墨互稱為？第9頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四同一種元素形成的不同單質(zhì) 。一、同素異形現(xiàn)象1、

4、同素異形現(xiàn)象：同種元素形成多種不同單質(zhì) 的現(xiàn)象。2、同素異形體：注意：（1）同種元素；（2）不同單質(zhì)；（3）結(jié)構(gòu)不同。第10頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 有沒有可能把廉價(jià)的石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榘嘿F的金剛石呢？第11頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?工業(yè)上利用高溫（1273K），高壓（5X1068X106kPa）以Co或Ni為催化劑，將石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸罅可a(chǎn)人造金剛石。 人們還利用爆炸產(chǎn)生的壓力由石墨制得金剛石微晶。3、同素異形體間的轉(zhuǎn)換：化學(xué)變化第12頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 其中C60是60個(gè)碳原子

5、形成的封閉籠狀分子，形似足球，故稱之為“足球烯”）富勒烯：固態(tài)碳的第三種結(jié)構(gòu)形式，三維空心球狀結(jié)構(gòu)。 （包括C60、C70和納米碳管等）碳還有其他的同素異形體嗎？第13頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 C60的發(fā)現(xiàn) 1985年，科學(xué)家克魯托、斯莫利、柯爾，通過激光照射石墨實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形構(gòu)成的“籠狀”分子結(jié)構(gòu)，并把它命名為“富勒烯”，因分子結(jié)構(gòu)形似足球，又稱為“足球烯”。1996年三人因此獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。拓展視野1C60結(jié)構(gòu)第14頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49

6、分，星期四碳納米管的發(fā)現(xiàn) 1991年，日本科學(xué)家飯島博士 。在對(duì)石墨進(jìn)行電弧放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了有單層、多層石墨卷曲而成的碳納米碳管。納米碳管的發(fā)現(xiàn)也給材料化學(xué)的研究帶來了新的變革。 拓展視野2第15頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四第16頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 其他元素有沒有存在同素異形體？如：O2和O3，紅磷和白磷等。第17頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四臭氧與氧氣的性質(zhì)對(duì)比氧氣 臭氧元素組成分子式通常狀態(tài)氣味化學(xué)性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)：相互轉(zhuǎn)化氧元素O2O3無色氣體淡藍(lán)色氣體無味有魚腥味氧化性較氧氣更強(qiáng)有氧化性3O2 放

7、電2O3第18頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四臭氧層空洞的擴(kuò)大第19頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四臭氧的用途 臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的強(qiáng)烈氧化作用會(huì)褪色，臭氧可以殺死許多細(xì)菌，因此，它是一種很好的脫色劑和消毒劑。臭氧發(fā)生器臭氧空氣除味機(jī)第20頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四隔絕空氣加熱到260紅磷 白磷隔絕空氣加熱到416迅速冷卻 白磷： 白色或淺黃色蠟狀固體，劇毒。在空氣中能自燃（著火點(diǎn)是40OC），應(yīng)保存在冷水中。紅棕色粉末，無毒，在空氣中能穩(wěn)定存在。（著火點(diǎn)是240）。紅磷：拓展視野第21頁，共39

8、頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四白磷： 紅磷：拓展視野第22頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四第23頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四思考： 根據(jù)以上同素異形體的學(xué)習(xí)，請(qǐng)歸納小結(jié)：同素異形體之間，什么性質(zhì)相同？什么性質(zhì)不同？為什么？第24頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四同素異形體的化學(xué)性質(zhì)基本相同 （由同種元素形成的單質(zhì)）（2）氧氣和臭氧都具有強(qiáng)氧化性， 臭氧的氧化性更強(qiáng)。同素異形體的物理性質(zhì)不同（空間結(jié)構(gòu)不同）第25頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四同素異形體之間轉(zhuǎn)化（3）第26頁，共39

9、頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四思考：1、鈉原子(Na)和鈉離子(Na+)都是同一種元素鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎？2、Fe2O3和Fe3O4的組成元素完全相同，它們是同素異形體嗎？3、1H與1H互為什么關(guān)系？21不是不是同位素第27頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四同種元素形成的單質(zhì)不一定是同一種物質(zhì)，那么分子式相同的物質(zhì)一定是同一種物質(zhì)嗎?思考:根據(jù)碳、氫原子形成共價(jià)鍵的特征，我們來預(yù)測(cè)組成為C4H10可能的分子結(jié)構(gòu)，書寫其結(jié)構(gòu)式。第28頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四分子式C4H10C4H10球棍模型結(jié)構(gòu)式名稱沸點(diǎn)正丁烷異

10、丁烷0.5 11.7第29頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四1、同分異構(gòu)現(xiàn)象: 化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做 分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱為2、同分異構(gòu)體:二、同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)體。 同：分子式相同不同：結(jié)構(gòu)不同、不同化合物、性質(zhì)不同第30頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 同分異構(gòu)體中，分子式相同，相對(duì)分子質(zhì)量？ 相對(duì)分子質(zhì)量相同的化合物互為同分異構(gòu)體嗎？如：H3PO4和H2SO4、N2和CO相同不是第31頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四分子式C2H6OC2H6O球棍模型結(jié)構(gòu)式名稱乙

11、醇二甲醚沸點(diǎn)78 23第32頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四同位素同素異形體同分異構(gòu)體概念對(duì)象相同點(diǎn)不同點(diǎn)舉例相近概念的比較質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子同一種元素形成的不同單質(zhì)分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物原子單質(zhì)化合物質(zhì)子數(shù)元素種類分子式中子數(shù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)12C、13CO2 、O3乙醇和二甲醚第33頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四D隨堂練習(xí)1、近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新的由碳元素組成的物質(zhì)，化學(xué)式為C60，下列說法中錯(cuò)誤的是( )A C60由分子構(gòu)成B C60和石墨、金剛石都是碳的同素異形體C C60在純氧中充分燃燒生成CO2D C60的摩爾質(zhì)量為72

12、0第34頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四2、納米碳管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個(gè)納米的空心管.下列說法錯(cuò)誤的是( )A.納米碳管是一種新型的有機(jī)化合物B.納米碳管材料中含離子鍵C.納米碳管材料管道多,表面積大,吸附能力強(qiáng)D.納米碳管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.AB隨堂練習(xí)第35頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四3、判斷下面哪些是同素異形體（ ），哪些是同位素（ ） A.紅磷、白磷 B.水、重水 C.16O、17O、18O D.金剛石、石墨隨堂練習(xí)ADC4、據(jù)報(bào)道，最近科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了H3分子，則H2和H3屬于( ) A 同位素 B 同素異形體 C 同分異構(gòu)體 D 同種物質(zhì)B第36頁，共39頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)49分，星期四 下列各組物質(zhì)屬于同位素的是 ；屬于同素異形體的是 ；屬于同分異構(gòu)體的