从微观结构看物质的多样性(苏教版必修2)ppt课件.ppt

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1、思考：思考：我们知道人类已经我们知道人类已经 发现的元素只有一百多种，发现的元素只有一百多种，一百多种的元素是怎么样一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质形成数千万种不同的物质的呢？的呢？世界上最大的钻世界上最大的钻石石库利南一号库利南一号石墨石墨C C6060灰黑色固灰黑色固体体最硬的，无色最硬的，无色透明的晶体透明的晶体, ,硬度很大。硬度很大。深灰色、不透明、深灰色、不透明、质软、易导电的片质软、易导电的片状固体状固体三者与氧气反应均生成CO2 说明它们都是碳单质 2、同素异形体：由同种元素形成的性、同素异形体：由同种元素形成的性质不同的单质，互称为同素异形体。质不同的单质，互称为

2、同素异形体。例如例如：C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、元素的同素异形体有：金刚石、石墨、富勒烯（富勒烯（C60、C70、单层或多层纳米碳管）单层或多层纳米碳管）O元素的同素异形体有：元素的同素异形体有：O2、O3，P元素的同素异形体有：红磷、白磷元素的同素异形体有：红磷、白磷1、同素异形现象：由同种元素形成性质不同单质、同素异形现象：由同种元素形成性质不同单质的现象，叫同素异形现象。的现象，叫同素异形现象。一、一、 同素异形现象同素异形现象金刚石的结构金刚石的结构思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？结构决定性质结构

3、决定性质构成金刚石的微粒是构成金刚石的微粒是C C原子，每个原子，每个C C原原子与另外子与另外4 4个个C C原子以共价键相连，原子以共价键相连，C C原子间以共价键结合成空间网状结构，原子间以共价键结合成空间网状结构，最小的碳环上有最小的碳环上有6 6个个C C原子且原子且6 6个个C C原子原子不在同一平面。金刚石的基本结构单不在同一平面。金刚石的基本结构单元是正四面体。元是正四面体。 石墨的结构石墨的结构构成石墨的微粒是构成石墨的微粒是C C原子，原子，C C原子以共原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个价键相连，在石墨的每一层，每个C C原原子与周围子与周围3 3个个C C原子以共价

4、键相连，排原子以共价键相连，排列成平面六边列成平面六边形形，无数平面六边，无数平面六边形形形形成平面网状结构，石墨的不同层之间成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。存在分子间作用力。 C60的结构的结构C C6060是是6060个碳原子形成的封闭笼状个碳原子形成的封闭笼状分子，是一个由分子，是一个由2020个正六边形和个正六边形和1212个正五边形构成的削角二十面个正五边形构成的削角二十面体。形似足球，人们又称它为体。形似足球，人们又称它为“足球烯足球烯”。 碳纳米管碳纳米管还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一

5、石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状柱状“笼形管笼形管”。它非常微小，。它非常微小，5 5万个并万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。长度和直径之比很高的纤维。 1 1实例：实例：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1831830.030

6、0.030臭氧臭氧O O3 3淡蓝色淡蓝色鱼腥味鱼腥味112.4112.4OO2 2氧气与臭氧的分子结构：氧气与臭氧的分子结构：观察：观察：1980-19911980-1991年年“臭氧洞臭氧洞”的变化的变化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 总结总结 同素异形体的性质差异很大，主要表现同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，而化学性质往往比较接近为物理性质，而化学性质往往比较接近 (2) (2)氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性更强。更强。O O3 3常用消毒杀菌剂、漂白剂等。常用消毒杀菌剂、漂白剂等。 (1)(1)C

7、+ O2 = CO2点燃点燃 (3)4(3)4P + 5 O2= 2P2O5点燃点燃金刚石、石墨在氧气中完全燃金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成烧均只生成COCO2 2气体。气体。白磷、红磷完全燃烧都生成白磷、红磷完全燃烧都生成P P2 2O O5 5。3 3、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)C (2) O2= O3放电放电2O3 = 3O2氟氯烃氟氯烃隔绝空气加热到隔绝空气加热到260260白磷白磷 红磷红磷加热到加热到416416升华后，冷凝升华后，冷凝通过前面的学习我们知道通过前面的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个物质世界丰富多彩的一个原因是存在着原因

8、是存在着同素异形体同素异形体。那么分子式相同的物质一那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗定是同一种物质吗? ? 讨论讨论 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可能可能的有机化合物的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

9、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正丁烷丁烷异异丁烷丁烷熔点熔点/-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

10、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思考：思考：那么现在能不能总那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的结一下有机物种类繁多的原因是什么呢？原因是什么呢？ 课堂小结课堂小结 物质世界丰富多彩原因很多物质世界丰富多彩原因很多1. 1. 同位素同位素；2. 2. 同素异形现象同素异形现象；3. 3. 同与异化合同与异化合如：如：NaCl NaNaCl Na2 2S S4. 4. 原子比例不同原子比例不同：NaNa2 2O NaO Na2 2O

11、O2 25. 5. 同分异构现象同分异构现象。6 6、有机物中可以、有机物中可以一个碳、两个碳、多个碳、一个碳、两个碳、多个碳、还可以单键、双键、叁键、形成环状。还可以单键、双键、叁键、形成环状。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

12、 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,D1. 1. 下列关于臭氧性质的叙述中，不正确的是下列关于臭氧性质的叙述中，不正确的是A. A. 臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将银、臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将银、汞等较不活泼的金属氧化汞等

13、较不活泼的金属氧化B. B. 臭氧是比氯水更好的消毒剂，因为它在消臭氧是比氯水更好的消毒剂，因为它在消灭细菌后变成灭细菌后变成O O2 2 ，无污染，无污染C. C. 臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是种很好的漂白剂是种很好的漂白剂D. D. 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化C2. 2. 关于同分异构体的叙述正确的是关于同分异构体的叙述正确的是A. A. 相对分子质量相同而结构不同的化合物相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体互称为同分异构体B. B. 化学式相同而结构不同的化合物互称为化学式相同而结构不同

14、的化合物互称为同分异构体同分异构体C. C. 同分异构体之间由于分子组成相同，所同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同以它们的性质相同D. D. 只有少数的有机物之间存在同分异构现只有少数的有机物之间存在同分异构现象象B3. 3. 下列说法正确的是下列说法正确的是A. A. 互为同素异形体的物质的性质完全相同互为同素异形体的物质的性质完全相同B. B. 互为同素异形体的物质之间不可能发生相互互为同素异形体的物质之间不可能发生相互转化转化C. C. 氧气和臭氧之间的转化是物理变化氧气和臭氧之间的转化是物理变化D. D. 氧气和臭氧之间的转化是化学变化氧气和臭氧之间的转化是化学变化D4

15、. 4. 下列各种微粒中：下列各种微粒中：H H2 2O O、 H H2 2O O2 2 、D D2 2O O、 H H、D D、T T、 1212C C、 1313C C、 金刚石、石墨、乙醇、甲醚，属金刚石、石墨、乙醇、甲醚，属于同位素的是于同位素的是 ，属于同素异形体的是属于同素异形体的是 ，属于同分异构体的是属于同分异构体的是 。H H、D D和和T T，1212C C和和 1313C C属于同位素属于同位素 金刚石和石墨属于同素异形体金刚石和石墨属于同素异形体 甲醚和乙醇属于同分异构体甲醚和乙醇属于同分异构体 氯化钠氯化钠金刚石金刚石明矾明矾水晶水晶雪花雪花干冰干冰几种晶体几种晶体晶

16、体晶体定义定义： 经过结晶过程而形成的具有规则的经过结晶过程而形成的具有规则的 几何外形的固体。几何外形的固体。构成晶体的微粒：构成晶体的微粒：离子、分子、原子。离子、分子、原子。 根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同，可将晶体分为：相互作用不同，可将晶体分为：离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体 金属晶体金属晶体 晶体的类型晶体的类型: :一、离子晶体一、离子晶体1 1、NaClNaCl晶体中离子的排列方式晶体中离子的排列方式Na+Cl-小结小结：在：在NaCl晶体中晶体中, (填存在或不存在填存在或不存在)分子分子,存在许多存在许多

17、 离子和离子和 离子离子,以以 键相结合键相结合,不存在不存在Na+Cl-离子键一、离子晶体一、离子晶体 什么叫离子晶体？什么叫离子晶体？ 离子晶体的特点？离子晶体的特点？ 哪些物质属于离子晶体？哪些物质属于离子晶体？离子间通过离子键结合而成的晶体。离子间通过离子键结合而成的晶体。无单个分子存在；如：无单个分子存在；如：NaCl不表示分子式。不表示分子式。熔沸点较高，硬度较大。熔沸点较高，硬度较大。水溶液或者熔融状态下均导电。水溶液或者熔融状态下均导电。部分金属氧化物、强碱、大部分盐类。部分金属氧化物、强碱、大部分盐类。二、分子晶体二、分子晶体1 1、干冰及其二氧化碳分子的排列方式、干冰及其二

18、氧化碳分子的排列方式OC范德华力范德华力共价键共价键小结小结：在：在CO2晶体中晶体中, (填存在或不存在填存在或不存在)分子分子, 在分子内在分子内部碳和氧以部碳和氧以 结合结合，CO2分子之间以分子之间以 相结合相结合.存在存在CO2共价键范德华力范德华力二、分子晶体二、分子晶体 什么叫分子晶体？什么叫分子晶体？ 分子晶体的特点？分子晶体的特点？ 哪些物质可以形成分子晶体？哪些物质可以形成分子晶体？分子间通过分子间作用力结合成的晶体。分子间通过分子间作用力结合成的晶体。有单个分子存在；化学式就是分子式。有单个分子存在；化学式就是分子式。熔沸点较低，硬度较小。熔沸点较低，硬度较小。卤素、氧气

19、、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金属氢化物、多数非金属氧化物等。金属氢化物、多数非金属氧化物等。(由非金属元素构由非金属元素构成的物质）成的物质）三、原子晶体三、原子晶体1 1、石英晶体中的硅、氧原子的排列方式、石英晶体中的硅、氧原子的排列方式SiOSiO2 2平面平面结构结构18010928SiO共价键共价键小结小结：在：在SiO2晶体中晶体中, (填存在或不存在填存在或不存在)分子分子, 存在存在许多许多 和和 ，以，以 键相结合键相结合,不存在不存在Si原子原子氧原子氧原子共价键共价键金刚石的结构金刚石的结构构成金刚石的微粒是构成金刚石的

20、微粒是C C原子，每个原子，每个C C原原子与另外子与另外4 4个个C C原子以共价键相连，原子以共价键相连，C C原子间以共价键结合成空间网状结构，原子间以共价键结合成空间网状结构，最小的碳环上有最小的碳环上有6 6个个C C原子且原子且6 6个个C C原子原子不在同一平面。金刚石的基本结构单不在同一平面。金刚石的基本结构单元是正四面体。元是正四面体。 三、原子晶体三、原子晶体1、什么叫原子晶体？、什么叫原子晶体？2、原子晶体的特点？、原子晶体的特点？3、哪些物质属于原子晶体？、哪些物质属于原子晶体？原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体。原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶

21、体。熔沸点很高，硬度很大。熔沸点很高，硬度很大。金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等（中学范围内常见的（中学范围内常见的原子晶体）原子晶体）四、金属晶体四、金属晶体1 1、金属晶体的结构金属晶体的结构 通过金属阳离子与通过金属阳离子与自由电子之间的较强自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，作用形成的单质晶体，叫做叫做金属晶体金属晶体石墨石墨 石墨为什么很软？石墨为什么很软？ 石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔沸点为什么很高？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平

22、面网状结构，碳原子之间存在很强石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。的共价键，故熔沸点很高。 所以，石墨称为混合型晶体。所以，石墨称为混合型晶体。混合型晶体混合型晶体拓展视野拓展视野小结小结1、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较：、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较： 晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体结结构构构成晶体构成晶体的粒子的粒子 微粒间的微粒间的相互作用相互作用 性性质质硬度硬度 熔点熔点 导电性导电性 阴、阳离子阴、阳离子分子分子原子原子离子键离子键分子间分子间作用力作用力共价键

23、共价键差距大差距大大大小小较大较大较大较大小小高高差距大差距大导电导电不导电不导电不导电不导电熔融状态熔融状态导电导电-晶体类型的判断晶体类型的判断（一）从组成上判断（仅限于中学范围）：（一）从组成上判断（仅限于中学范围）： 凡是由非金属元素（包含零族元素）组成凡是由非金属元素（包含零族元素）组成的物质，在固态时除的物质，在固态时除铵盐为离子晶体铵盐为离子晶体，金刚石、金刚石、SiO2、 SiC 、单晶硅为中学常见原子晶体、单晶硅为中学常见原子晶体外，外，其余物质其余物质在中学阶段均可判断在中学阶段均可判断为分子晶体为分子晶体。（二）从性质上判断：（二）从性质上判断：（1）熔沸点和硬度；）熔沸

24、点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体体；低：分子晶体)（2）熔融状态的导电性。）熔融状态的导电性。(导电：离子晶体、金属导电：离子晶体、金属晶体晶体)课堂练习题课堂练习题1. 下列各组物质的晶体中下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相化学键类型相同、晶体类型也相同的是同的是 （ ） A.SO2和和SiO2 B.CO2和和H2O C.NaCl和和HCl D.CCl4和和KCl2 . 下 列 物 质 的 晶 体 中 ， 不 存 在 分 子 的 是下 列 物 质 的 晶 体 中 ， 不 存 在 分 子 的 是 （ ） (A)二氧化碳二氧化碳 (B)

25、二氧化硫二氧化硫 (C)二氧化硅二氧化硅 (D)二硫化碳二硫化碳3、下列晶体熔化时，不需要破坏化学键的是、下列晶体熔化时，不需要破坏化学键的是 （ ） A、金刚石、金刚石 B、干冰、干冰 C、食盐、食盐 D、晶体硅、晶体硅BBC 4、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是（ ） (A)水晶和干冰的熔化水晶和干冰的熔化 (B)食盐和冰醋酸熔化食盐和冰醋酸熔化 (C)液溴和液汞的气化液溴和液汞的气化 (D)纯碱和烧碱的熔化纯碱和烧碱的熔化D6 6、下列各组物质发生状态变化所克服的粒子间作用力属于同、下列各组物质发生状态变化所克服的粒子间作用力属于同种类型

26、的是种类型的是( )( )A.A.食盐和蔗糖熔化食盐和蔗糖熔化 B.B.钠和硫熔化钠和硫熔化C.C.碘和干冰升华碘和干冰升华 D.D.二氧化硅和氧化钠熔化二氧化硅和氧化钠熔化5 5、判断下列晶体所属的晶体类型？、判断下列晶体所属的晶体类型？ 蔗糖、蔗糖、 冰、冰、 铁、铁、 BaSOBaSO4 4、 金刚石、冰醋酸、金刚石、冰醋酸、 尿素、尿素、 水晶、水晶、 NaNa2 2O OC C7、下列属于分子晶体的一组物质是、下列属于分子晶体的一组物质是 ( )A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O 8、下列性质符合分子

27、晶体的是、下列性质符合分子晶体的是 ( )A、 熔点熔点1070，易熔于水，水溶液能导电，易熔于水，水溶液能导电B、 熔点是熔点是10.31，液体不导电，水溶液能导电，液体不导电，水溶液能导电C、 熔点熔点97.81，质软，能导电，密度是，质软，能导电，密度是0.97g/cm3D、 熔点熔点807 ，熔化时能导电，水溶液也能导电，熔化时能导电，水溶液也能导电 BB巩固练习：巩固练习： 1、下列物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所、下列物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所 克服的作用力也完全相同的是（克服的作用力也完全相同的是（ ） A、CO2和和SiO2 B、NaCl和和HCl C、( NH4 )2 CO3和和H2SO4 D、Na2S和和KCl 2、以下性质适合分子晶体的是（、以下性质适合分子晶体的是（ ） A、熔点、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点、熔点10.31，液态不导电，水溶液能导电，液态不导电，水溶液能导电 C、能溶于、能溶于CS2 ,熔点熔点112.8,沸点是沸点是444.6 D、熔点、熔点3550,沸点沸点4827硬度大硬度大DBC