同素异形现象教学提纲

1、同素异形现象金刚石金刚石石石 墨墨性质性质坚硬坚硬质软、润滑质软、润滑感受生活感受生活金刚石金刚石石墨石墨 纳米碳管的发现纳米碳管的发现 19911991年，日本科学家饭岛博士年，日本科学家饭岛博士 。在对。在对石墨进行电弧放石墨进行电弧放电实验电实验时，发现了有时，发现了有单层、多层单层、多层石墨卷曲而成的石墨卷曲而成的碳纳米碳碳纳米碳管管。纳米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新的变革。纳米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新的变革。 拓展视野拓展视野1 1 C C6060的发现的发现 19851985年，科学家克鲁托、斯莫利、柯年，科学家克鲁托、斯莫利、柯尔，通过尔，通过激光照射石墨实验

2、激光照射石墨实验，发现碳，发现碳新型新型单质单质C C6060分子分子。并在建筑设计师富勒设计球。并在建筑设计师富勒设计球形建筑的启发下，绘制出由形建筑的启发下，绘制出由2020个正六边形个正六边形和和1212个正五边形构成的个正五边形构成的“笼状笼状”分子结构，分子结构，并把它命名为并把它命名为“富勒烯富勒烯”，因分子结构形，因分子结构形似足球，又称为似足球，又称为“足球烯足球烯”。19961996年三人年三人因此获诺贝尔化学奖因此获诺贝尔化学奖 。拓展视野拓展视野2C C6060结构结构 随着研究的深入，一系列碳的随着研究的深入，一系列碳的“笼状笼状”的的富勒烯富勒烯被科学界被科学界发现并

3、制得，其中有发现并制得，其中有C C2828、C C3232、C C5050、C C7070、C C84 84 、C C240 240 、C C500500等。等。开创了一个全新碳开创了一个全新碳“笼状笼状”分子应用研究新领域。分子应用研究新领域。1 1、这些、这些“笼状笼状”物质与金刚石、石墨是什么关系？物质与金刚石、石墨是什么关系？3 3、空心空心“笼状笼状”结构的富勒烯可能会有哪些用途？结构的富勒烯可能会有哪些用途？问题思考问题思考2 2、系列、系列“笼状笼状”物质能给判断同素异形体什么物质能给判断同素异形体什么新的依据新的依据？（即谈谈自己的理解：（即谈谈自己的理解：“同素异形现象同素

4、异形现象”的同和异）的同和异）（1 1）空心笼结构）空心笼结构“包裹包裹”一些金一些金属离子，制成属离子，制成超导材料超导材料。（2 2）空心笼结构）空心笼结构“包容包容”一些治一些治疗癌症放射性元素疗癌症放射性元素药物药物，减少对，减少对人体的伤害。人体的伤害。（3 3）不损坏结构基础上，吸附和）不损坏结构基础上，吸附和放出电子，制成高效化学放出电子，制成高效化学电池电池。（4 4）科技前沿科技前沿“笼状笼状”分子应用研究分子应用研究化学史话化学史话 18451845年瑞士化学家马里纳，对纯年瑞士化学家马里纳，对纯净的净的O O2 2进行进行放电实验放电实验，获得了一种，获得了一种新的气体，

5、并把它叫做新的气体，并把它叫做臭氧臭氧。后来。后来化学家拉登堡确定了臭氧的化学式化学家拉登堡确定了臭氧的化学式为为O O3 3，并确定其结构。，并确定其结构。氧气氧气O O2 2臭氧臭氧O O3 3物质物质化学式化学式气体颜色气体颜色气味气味氧化性氧化性臭氧臭氧O O3 3氧气氧气O O2 2无色无色无味无味强强观察与思考观察与思考淡蓝色淡蓝色鱼腥味鱼腥味极强极强臭氧层空洞的扩大臭氧层空洞的扩大资料卡资料卡美国宇航局提供的卫星图片美国宇航局提供的卫星图片 20002000年年20062006年年1 1、直接危害人体健康，象皮肤癌、白内、直接危害人体健康，象皮肤癌、白内 障、各种传染病患者会大幅

6、度增加；障、各种传染病患者会大幅度增加；臭氧层空洞扩大的危害臭氧层空洞扩大的危害2 2、对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农、对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农 产品减产、品质下降，渔业产量减少，森产品减产、品质下降，渔业产量减少，森林覆盖率减少等等。林覆盖率减少等等。每年的每年的9 9月月1616日为日为“国际保护臭氧层日国际保护臭氧层日” ” 20092009年国际臭氧层保护日主题年国际臭氧层保护日主题 -全球参与，携手保护臭氧层全球参与，携手保护臭氧层 弹性硫弹性硫单斜硫单斜硫C5H12C5H12(1)(2)(3)观察与思考观察与思考下列各组是同素异形体吗？下列各组是同素异形体吗？(4)1H和和2H同素异形体与同位素比较：同素异形体与同位素比较：同素异形体同素异形体同位素同位素概念概念研究对象研究对象常见实例常见实例同一种元素形同一种元素形成的不同单质成的不同单质质子数相同、中质子数相同、中子数不同的原子子数不同的原子单质单质原子原子1 1H H、2 2H H、3 3H H1212C C、1414C C 等等