上课用同素异形体、同分异构体

1、第三单元第三单元 从微观结构看物质的多样性从微观结构看物质的多样性 人类已发现的元素仅人类已发现的元素仅100100多种，而这些种多种，而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质，类有限的元素却构成数千万种不同的物质，你们知道这是为什么吗？你们知道这是为什么吗？同素异形现象同素异形现象同分异构现象同分异构现象 种类有限的元素构成数不清的物质，你种类有限的元素构成数不清的物质，你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？ 碳碳在地壳中的含量只占在地壳中的含量只占0.087%0.087%。但。但含碳元素的单质和化合物达到含碳元素的单质和化合物达到90%90%以上。以

2、上。它们在国民经济和我们日常生活里占有它们在国民经济和我们日常生活里占有非常重要的地位。非常重要的地位。碳生命的基础元素碳生命的基础元素碳元素的单质碳元素的单质金刚石金刚石石墨石墨无色、透明的无色、透明的晶体晶体, ,硬度很硬度很大。大。三者与氧气反应均生成三者与氧气反应均生成CO2 说明它们都是碳单质说明它们都是碳单质 C C6060金刚石金刚石石石 墨墨硬硬 度度熔熔 点点导电性导电性用用 途途坚硬坚硬最软矿物之一最软矿物之一很高很高很高很高导电导电不导电不导电装饰品装饰品切割玻璃、大理石切割玻璃、大理石钻探机钻头钻探机钻头铅笔芯铅笔芯 电极电极、 金刚石与石墨的比较金刚石与石墨的比较金刚

3、石、石墨的用途：金刚石、石墨的用途： 为何金刚石和石墨在硬度和为何金刚石和石墨在硬度和导电性方面有很大的差异？导电性方面有很大的差异？问题探究问题探究 主要是由于碳原子排列主要是由于碳原子排列结构的不同引起的结构的不同引起的 金刚石是正四面体空金刚石是正四面体空间网状结构，原子间间网状结构，原子间的作用力很强的作用力很强 金刚石和石墨物理性质的差异，主要金刚石和石墨物理性质的差异，主要是由于碳原子排列结构的不同引起的是由于碳原子排列结构的不同引起的 其中其中C60是是60个碳原子形成的个碳原子形成的封闭笼状封闭笼状分子，形似足球，故分子，形似足球，故 称之为称之为“足球烯足球烯”富勒烯：富勒烯

4、：固态碳的第三种结构形式，三维固态碳的第三种结构形式，三维空心球状结构空心球状结构（包括（包括C C6060、C C7070和纳米碳管等）和纳米碳管等）碳纳米管碳纳米管 我们通常把我们通常把碳碳元素形成多元素形成多种种单质单质的这种现象称为的这种现象称为同素异同素异形现象形现象。把金刚石、石墨和。把金刚石、石墨和C60等互称为等互称为同素异形体同素异形体。1、同素异形现象：、同素异形现象：同种元素同种元素形成多形成多种种不同单质不同单质的现象的现象。2、同素异形体：、同素异形体：同一种元素同一种元素形成的形成的不同单质互称不同单质互称为同素异形体为同素异形体。一、同素异形现象一、同素异形现象强

5、调：强调：（1 1）同种元素；）同种元素；（2 2）单质；）单质；（3 3）结构不同。）结构不同。氧元素的不同单质氧元素的不同单质氧气与臭氧的物理性质比较：氧气与臭氧的物理性质比较：化学化学式式颜色颜色（气态）（气态）气味气味沸点沸点溶解性溶解性氧气氧气O O2 2无色无色无味无味1831830.0300.030臭氧臭氧O O3 3淡蓝色淡蓝色鱼腥味鱼腥味112.4112.4OO2 2实例：实例： （2 2）氧元素的不同单质）氧元素的不同单质氧气与臭氧的分子结构：氧气与臭氧的分子结构：O2 O3 色、态、味色、态、味溶解度溶解度化学化学性质性质用途用途无色无味气体无色无味气体特殊臭味淡蓝色气体

6、特殊臭味淡蓝色气体不易溶于水不易溶于水比比O2易溶于水易溶于水S+O2=SO2点燃点燃2CO+O2=2CO2点燃点燃强氧化性、不强氧化性、不稳定性、漂白、稳定性、漂白、杀菌消毒杀菌消毒呼吸、燃烧等呼吸、燃烧等脱色剂、消毒剂脱色剂、消毒剂性质对比性质对比 臭氧具有极强的氧化性臭氧具有极强的氧化性，AgAg、HgHg等在空气或氧等在空气或氧气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。 臭氧可用于漂白和消毒臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的。某些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌，因此，它

7、是一种很好的脱色剂和消毒剂。因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。 空气中的微量臭氧能刺激中枢神经空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液，加速血液循环，令人产生爽快和振奋的感觉，但当空气中臭循环，令人产生爽快和振奋的感觉，但当空气中臭氧的含量超过氧的含量超过10105 5 % %（体积分数）时，就会对人体、（体积分数）时，就会对人体、动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。资料卡资料卡臭氧的化学性质与用途臭氧的化学性质与用途1、极强氧化性、极强氧化性2、不稳定性、不稳定性 思考：上述反应是否为氧化还原反应？思考：上述反应是否为氧化还原反应？为什么

8、？为什么？否，因为没有元素化合价的变化。否，因为没有元素化合价的变化。3、用途：脱色剂、消毒剂、用途：脱色剂、消毒剂 2O3 3O2 氟氯烃氟氯烃 自然界自然界9090的的臭氧集中臭氧集中在离地面在离地面151550 km50 km的的大气平流层中，它是由氧气吸收太阳紫外线辐射而大气平流层中，它是由氧气吸收太阳紫外线辐射而生成的。臭氧层能使地球上的生物免受太阳光中紫生成的。臭氧层能使地球上的生物免受太阳光中紫外线的伤害，是外线的伤害，是“生命卫士生命卫士”。近年来的测量结果。近年来的测量结果表明，臭氧层开始变薄，甚至出现空洞。表明，臭氧层开始变薄，甚至出现空洞。20002000年，年，南极上空

9、的臭氧层空洞面积达南极上空的臭氧层空洞面积达2 28 810107 7kmkm2 2，相当，相当于澳大利亚国土面积的于澳大利亚国土面积的4 4倍。关于引起臭氧层被破倍。关于引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，但一般认为坏的原因有多种解释，但一般认为氟氯烃氟氯烃( (氟利昂，氟利昂，广泛用于制冷剂和发泡剂等广泛用于制冷剂和发泡剂等) )的大量使用和喷气式的大量使用和喷气式飞机、火箭、导弹将大量废气排放到高空，加速了飞机、火箭、导弹将大量废气排放到高空，加速了臭氧分解。保护高空臭氧层，是科学家研究的重要臭氧分解。保护高空臭氧层，是科学家研究的重要课题。课题。资料卡资料卡臭氧洞的臭氧洞的 扩大扩大 3

10、O2 = 2O3 放电放电磷元素的不同单质比较磷元素的不同单质比较：拓展视野拓展视野红磷红磷 这是什么变化？这是什么变化？同素异形体的化学性质基本相同同素异形体的化学性质基本相同22CO 点燃 O(1)C（2）氧气和臭氧都具有强氧化性，）氧气和臭氧都具有强氧化性， 臭氧的氧化性更强。臭氧的氧化性更强。522O2P 点燃 5O(3)4P 同素异形体之间转化同素异形体之间转化（金刚石）石墨C )(1)C322O (2)3O 放电（3）讨论：讨论： 根据以上同素异形体的学习，根据以上同素异形体的学习，请归纳小结：同素异形体之间，什请归纳小结：同素异形体之间，什么性质相同？什么性质不同？么性质相同？什

11、么性质不同？ 同素异形体的化学性质基本相同同素异形体的化学性质基本相同（由同种元素形成的单质）（由同种元素形成的单质） 同素异形体的物理性质不同（空间同素异形体的物理性质不同（空间结构不同）结构不同）思考：思考：1、钠原子、钠原子(Na)和钠离子和钠离子(Na+)都是同一都是同一种元素钠元素形成的，它们是同素异形体吗？种元素钠元素形成的，它们是同素异形体吗？2、Fe2O3和和Fe3O4的组成元素完全相同，的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗？它们是同素异形体吗？3、1H与与1H互为什么关系？互为什么关系？12同素异形体与同位素的比较同素异形体与同位素的比较同素异形体同素异形体同位素同位素定义

12、定义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 H3535ClCl、3737ClCl金刚石、石墨金刚石、石墨O O3 3 、O O2 2判断下面哪些是同素异形体判断下面哪些是同素异形体（ ），哪些是同位素），哪些是同位素（ ）A.A.红磷、白磷红磷、白磷 B.B.水、重水水、重水C.C.1616O O、1717O O、1818O O D.D.金刚石、石墨金刚石、石墨例例1: 近年来，科学家发现一种新的由碳元素近年来，科学家发现一种新的由碳元素组成的物

13、质，化学式为组成的物质，化学式为C60，下列说法中，下列说法中错误的是错误的是( )A . C60由分子构成由分子构成B. C60和石墨、金刚石都是碳的同素异形体和石墨、金刚石都是碳的同素异形体C. C60在纯氧中充分燃烧生成在纯氧中充分燃烧生成CO2D. C60的摩尔质量为的摩尔质量为720D例例2: 据报道，最近科学家在宇宙中发现据报道，最近科学家在宇宙中发现了了H3分子，则分子，则H2和和H3属于属于( ) A 同位素同位素 B 同素异形体同素异形体 C 同分异构体同分异构体 D 同种物质同种物质B例例3下列各组中不属于同素异形体的是（）下列各组中不属于同素异形体的是（）A. 金刚石与金

14、刚石与C60B. 红磷与白磷红磷与白磷C. NO与与NO2D. 8O 与与 8O1618C D4、下列有关、下列有关 8O2叙述正确的是叙述正确的是( )A.与氧互为同位素与氧互为同位素 B.与氧气具有相同的化学性质与氧气具有相同的化学性质 C.与氧气互为同素异形体与氧气互为同素异形体 D.与同质量的氧气具有相同的体积与同质量的氧气具有相同的体积(同温同同温同压下压下)18B通过前面的学习我们知道物通过前面的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因质世界丰富多彩的一个原因是存在着是存在着同素异形体同素异形体。那么。那么分子式相同分子式相同的物质一定是同的物质一定是同一种物质吗一种物质吗? ? 讨

15、论讨论 思考思考: :根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为动手制作组成为C C4 4H H1010可能的有机化合物的可能的有机化合物的分子结构模型。分子结构模型。正丁烷正丁烷 异丁烷异丁烷 C C C CC C C CH H H H H H H HH H H H H H H HH HH HC CC CC C C CH HH HH HH HH H H HH HH HH HH H 问题问题1:1:对比两个模型对比两个模型, ,找找它们的联系找找它们的联系? ?共同点共同点: :不同点不同点: :分子式相同分子式相同结构不同结构不同二、同分异构现象同

16、分异构体化合物具有相同的分子式，但具有不化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同结构的现象，叫做同分异构现象同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称具有同分异构现象的化合物互称同分异构体同分异构体。问题问题2:2:同分异构体间性质有无差异同分异构体间性质有无差异? ?同分异构体间的物理性质差异物质物质正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷熔点熔点/-138.4-159.6沸点沸点/-0.5-11.7液态密度液态密度/gcm-30.57880.557结论：结论： 物理性质不同，化学性质可能相似或不同。物理性质不同，化学性质可能相似或不同。分子式分子式C2H6OC2H6O球棍模型球棍模型结构式结构

17、式名称名称沸点沸点C C2 2H H6 6O O乙醇乙醇二甲醚二甲醚78 23比较比较同素异形体、同分异构体、同位素同素异形体、同分异构体、同位素三个概念三个概念同素异形体同素异形体同分异构体同分异构体 同位素同位素相同点相同点不同点不同点研究对象研究对象同一种元同一种元素组成素组成结构不同结构不同分子式相同分子式相同分子结构分子结构不同不同质子数相同质子数相同的同种元素的同种元素中子数中子数不同不同单质单质化合物化合物原子原子O O2 2O O3 3白磷白磷 红磷红磷C C4 4H H10101 11 1H H、1 12 2H H、1 13 3H H 有下列各组物质有下列各组物质: A、 6C与与6 CB、金刚石与石墨、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚、乙醇与二甲醚D、（1）互为同位素的是）互为同位素的是_（2）互为同素异形体的是）互为同素异形体的是_（3）互为同分异构体的是）互为同分异构体的是_12 13CH3CHCH2CH3CH3CH3 CCH3CH3CH3ABC、D12. 下列各种微粒中：下列各种微粒中：H2O、 H2O2 、D2O、 H、D、T、 12C、 13C、 金刚金刚石、石墨、乙醇、二甲醚，属于同位石、石墨、乙醇、二甲醚，属于同位素的是素的是 ，属于同素，属于同素异形体的是异形体的是 ，属于同分异构体的是属于同分异构体的