第三单元从微观结构看物质的多样性.ppt

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1、专题专题1微观结构与物质的多样性微观结构与物质的多样性第三单元第三单元 从微观结构看物质的多样性从微观结构看物质的多样性1-3-1 同素异形现象同素异形现象 人类已发现的元素人类已发现的元素仅仅100100多种多种，而这些种，而这些种类有限的元素却构成类有限的元素却构成数千万种数千万种不同的物质。碳不同的物质。碳在地壳中的含量只在地壳中的含量只占占0.087%0.087%，但含碳元素的，但含碳元素的单质和化合物单质和化合物 以上。以上。地壳中各元素含量地壳中各元素含量达到达到90%90%金刚石金刚石石墨石墨颜色状态颜色状态天然最硬物质天然最硬物质导电导电不导电不导电1、石墨与金刚石物理性质与用

2、途：、石墨与金刚石物理性质与用途：最软矿物之一最软矿物之一硬度硬度导电性导电性用途用途性质决定用途！性质决定用途！1779 1779年舍勒发现石墨氧化后只生成年舍勒发现石墨氧化后只生成COCO2 2，证明了它就是由碳元素组成的。证明了它就是由碳元素组成的。2、石墨与金刚石化学性质与组成、石墨与金刚石化学性质与组成 1772 1772年拉瓦锡证明年拉瓦锡证明金刚石可燃金刚石可燃，生成，生成COCO2 2，进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。同素异形现象同素异形体同一种元素形成几种不同单质单质的现象。同一种元素形成几种不同的单质单质互称为该元素的同素异形

3、体。思考：能否从微观结构分析金刚石、石墨在硬度、导电性上的差异？阅读P19后简单描述金刚石和石墨中碳原子连接方式上的差异。石墨能否变成其他物质？石墨能否变成其他物质？17991799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。19551955年美国科学家霍尔在年美国科学家霍尔在16501650，9500095000个大气压个大气压下用下用石墨合成了金刚石石墨合成了金刚石。19851985年，科学家通过年，科学家通过激光照射石墨实验激光照射石墨实验，发现碳新型，发现碳新型单质单质C C6060分子分子。并绘制出由。并绘制出由2020个正六边形和个正六边形和

4、1212个正五边形构成的个正五边形构成的“笼笼状状”分子结构，命名为分子结构，命名为“富勒烯富勒烯”，又称为又称为“足球烯足球烯”。C C6060结构结构富勒烯富勒烯 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。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？问题思

5、考问题思考这些这些“笼状笼状”物质可应用于超导材料！物质可应用于超导材料！它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状的笼状“纤维纤维”，内部是空的，外部直径只有，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米，轻而结实。几到几十纳米，轻而结实。用途用途：防弹背心，锂电池的电极，防弹背心，锂电池的电极，可做成可做成地球地球-月球乘人的电梯月球乘人的电梯等。等。纳米碳管纳米碳管19751979年，清华大学化工系基本有机合成专业学习2015年10月23日,国家主席习近平参观英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院 理论上理论上,一头大象的重量即使集中在铅笔头那一头大象的重量即使集中

6、在铅笔头那么小的面积么小的面积,也无法穿透保鲜膜厚度的石墨烯片。也无法穿透保鲜膜厚度的石墨烯片。也许在不远的将来手机会是这样的。也许在不远的将来手机会是这样的。“充电几分钟充电几分钟,手机用一年手机用一年”我们离石墨烯时代不远了，我们离石墨烯时代不远了，“中国制造中国制造”正正大步迈向大步迈向“中国创造中国创造”，同学们，努力学习科，同学们，努力学习科学文化知识，成为时代的弄潮儿吧！学文化知识，成为时代的弄潮儿吧！天天才才少少年年 曹曹源源碳家族：石墨、金刚石、碳家族：石墨、金刚石、C60C60、纳米碳管、石墨烯、纳米碳管、石墨烯碳家族成员碳家族成员O2和和O3O2和和O3：原子个数不同，成键

7、方式也不同。原子个数不同，成键方式也不同。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淡蓝色淡蓝色无色无色无味无味鱼腥味鱼腥味强强极强极强放放电电3O2 2O3O2和和O3之间的转化之间的转化此过程是不是化学反应？此过程是不是化学反应？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？课堂小结：课堂小结：1、同素异形体：、同素异形体：2 2、性质特点性质特点化学性质：相似化学性质：相似(或略有差异或略有差异)物理性质：差别很大物理性质：差别很大 一种元素能形成多种物质，对化合一种元素能形成多种物质，对化合物而言其结构将更为复杂！物而言其结构将更为复杂！