同素异形现象同分异构现象精.ppt

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1、同素异形现象同分同素异形现象同分异构现象异构现象第1页，本讲稿共18页碳元素的单质碳元素的单质金刚石金刚石石墨石墨第2页，本讲稿共18页 其中其中C60是是60个碳原子形成的封闭笼状分个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，故称之为子，形似足球，故称之为“足球烯足球烯”）富勒烯：富勒烯：固态碳的第三种结构形式，固态碳的第三种结构形式，三维空心球状结构。三维空心球状结构。（包括（包括C C6060、C C7070和纳米碳和纳米碳管等）管等）第3页，本讲稿共18页碳纳米管碳纳米管 在在1991年日本年日本NEC公司基础研究实验室的电子公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛显微镜专家饭岛(Iijima

2、)在高分辨透射电子显微镜在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子现在被称发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子现在被称作的作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管，即碳纳米管,又名又名巴基管。巴基管。碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积大，性能稳定，随管壁曲卷结构不同而呈现出半导大，性能稳定，随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性，场发射性能优良。体或良导体的特异导电性，场发射性能优良。第4页，本讲稿共18页碳纳米管碳纳米管

3、 应用：应用：如在航天事业中，利用碳纳米管制造人造卫星如在航天事业中，利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳，不仅可以为卫星供电，还可以耐受很高的温度的拖绳，不仅可以为卫星供电，还可以耐受很高的温度而不会烧毁；用金属灌满碳纳米管，然后把碳层腐蚀掉，而不会烧毁；用金属灌满碳纳米管，然后把碳层腐蚀掉，还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线；利用碳还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线；利用碳纳米管做为锂离子电池的正极和负极材料可以延长电池纳米管做为锂离子电池的正极和负极材料可以延长电池寿命，改善电池的充放电性能；利用碳纳米管制成极好寿命，改善电池的充放电性能；利用碳纳米管制成极好的发光、发热、发射电子

4、的准点光源，制成平面显示器的发光、发热、发射电子的准点光源，制成平面显示器等，使壁挂电视成为可能；在电子工业上、用碳纳米管等，使壁挂电视成为可能；在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管，体积只有半导体的生产的晶体管，体积只有半导体的1/10，用碳基分子电，用碳基分子电子装置取代电脑芯片，将引发计算机的新的革命。子装置取代电脑芯片，将引发计算机的新的革命。第5页，本讲稿共18页金刚石金刚石石墨石墨原子结构原子结构颜色状态颜色状态硬度硬度熔点熔点导电性导电性用途用途无色透明，光彩夺目，无色透明，光彩夺目，正八面体晶体正八面体晶体灰黑色，不透明，细鳞片灰黑色，不透明，细鳞片状固体状固体天然最硬物质天然

5、最硬物质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 H.B电极电极坩埚坩埚 金刚石与石墨的比较：金刚石与石墨的比较：+642思考：思考：金刚石和石墨的物理性质为什么不一样？金刚石和石墨的物理性质为什么不一样？第7页，本讲稿共18页金刚石是正四面体空间网金刚石是正四面体空间网状结构，原子间的作用力状结构，原子间的作用力很强很强石墨是层状结构，层间分子间作石墨是层状结构，层间分子间作石墨是层状结构，层间分子间作石墨是层状结构，层间分子间作用力弱，所以层与层间易滑动用力弱，所以层与层间易滑动用力弱，所以层与

6、层间易滑动用力弱，所以层与层间易滑动 金刚石和石墨物理性质的差异，主要是由于碳金刚石和石墨物理性质的差异，主要是由于碳原子的成键方式和排列方式不同导致结构不同引起原子的成键方式和排列方式不同导致结构不同引起的的 第8页，本讲稿共18页臭氧与氧气的性质对比 3O2=2O3 放电放电同素异形体之间化学性质相似同素异形体之间化学性质相似第9页，本讲稿共18页隔绝空气加热到隔绝空气加热到260260红磷 白磷隔绝空气加热到隔绝空气加热到416416迅速冷却迅速冷却 白磷：白磷：白色或浅黄色蜡状固体，剧毒。不溶于水，白色或浅黄色蜡状固体，剧毒。不溶于水，易于二硫化碳，着火点是易于二硫化碳，着火点是40O

7、OC C，熔点，熔点，熔点，熔点4444OOC C，在空气中能在空气中能在空气中能在空气中能自燃自燃，保存在冷水中。白磷隔绝空，保存在冷水中。白磷隔绝空，保存在冷水中。白磷隔绝空，保存在冷水中。白磷隔绝空气加热到气加热到气加热到气加热到260260OOC得红磷得红磷.暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶于二硫化暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶于二硫化暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶于二硫化暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶于二硫化碳，着火点碳，着火点碳，着火点碳，着火点246246OC C、416416OC升华升华(隔绝空气隔绝空气)气气体骤冷后得白磷。体骤冷后得白磷。红磷：红磷：拓展视野拓展视野第

8、10页，本讲稿共18页 用不同颜色的小球代表碳、氢原子，用塑料用不同颜色的小球代表碳、氢原子，用塑料棒代表原子间形成的共价键，依据碳、氢原子形棒代表原子间形成的共价键，依据碳、氢原子形成共价键的特征，制作组成为成共价键的特征，制作组成为C4H10的有机化合的有机化合物的分子结构模型。你可以制作出几种不同的物的分子结构模型。你可以制作出几种不同的分子结构模型？分子结构模型？活动与探究活动与探究第11页，本讲稿共18页分子式分子式碳链的形式碳链的形式沸点沸点直链直链 有支链有支链正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷0.511.7C4H10C4H10正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷第12页，本讲稿共18页乙醇和二甲醚的

9、结构乙醇和二甲醚的结构乙醇乙醇二甲醚二甲醚第14页，本讲稿共18页例1:l有下列各组物质有下列各组物质:6C与与 6C、金刚石与石墨、异、金刚石与石墨、异戊烷与新戊烷戊烷与新戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷（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 CCH3CH3CH3第15页，本讲稿共18页同素异形体、同位素和同分异构体的区别同素异形体、同位素和同分异构体的区别同位素同位素同素异形体同素异形体同分异构体同分异构体定义定义研究对象研究对象实例实例质子数相同、质量质子数

10、相同、质量数（或中子数）不数（或中子数）不同的同的原子原子同一种元素同一种元素形成的不同形成的不同单质单质分子式相同，分子式相同，结构不同的结构不同的化化合物合物原子原子单质单质化合物化合物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正丁烷和正丁烷和异丁烷异丁烷第16页，本讲稿共18页练习：练习：1、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），哪些是同位素（同位素（）A.红磷、白磷红磷、白磷 B.水、重水水、重水 C.16O、17O、18O D.金刚石、石墨金刚石、石墨2 2、最近，科学家研

11、制得一种新的分子，它具有空心的类似、最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为足球状结构，分子式为C C6060。下列说法正确的是（。下列说法正确的是（）A A、C C6060是一种新型的化合物是一种新型的化合物B B、C C6060和石墨都是碳的同素异形体和石墨都是碳的同素异形体C C、C C6060中含离子键中含离子键D D、C C6060的相对分子质量是的相对分子质量是720720BADC3、如果在高温下，使金刚石或石墨在如果在高温下，使金刚石或石墨在O2中完全燃烧，产物中完全燃烧，产物是什么？是什么？第17页，本讲稿共18页3据报道，科学家已经成功合成少量的据报道，科学家已经成功合成少量的N4，有关，有关N4的说法正确的是（的说法正确的是（）AN4是是N2的同素异形体的同素异形体 BN4是是N2的同分异构体的同分异构体C同质量的同质量的N4和和N2所含有原子个数比为所含有原子个数比为1：2 DN4的摩尔质量是的摩尔质量是56gA第18页，本讲稿共18页