从微观结构看物质的多样性.ppt

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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(第一课时）第一课时）江阴二中 汤丽专题专题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石墨墨最硬的，无色最硬的，无色透明的晶体透明的晶体深灰色、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思考：为什

2、么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？质的性质相差这么大呢？结构决定性质结构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原子与另原子与另外外4 4个个C C原子以共价键原子以共价键相连，形成空间网状相连，形成空间网状结构，最小的碳环上结构，最小的碳环上有有6 6个个C C原子且原子且6 6个个C C原原子不在同一平面。金子不在同一平面。金刚石的基本结构单元刚石的基本结构单元是正四面体。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，在石墨的每一层，每个原子，在石墨的每一层，每个C C原子与周围原子与周围3 3个个C C原子以共

3、价键相连，排列成平面原子以共价键相连，排列成平面六边六边形形，无数平面六边，无数平面六边形形形成平面网状结构，石形成平面网状结构，石墨的层与层之间存在分子间作用力。墨的层与层之间存在分子间作用力。C60的结构的结构C C6060是是6060个碳原子形成的封闭笼状分子，是一个由个碳原子形成的封闭笼状分子，是一个由2020个正六边形和个正六边形和1212个正五边形构成的封闭笼状分个正五边形构成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为子，形似足球，人们又称它为“足球烯足球烯”。碳碳纳纳米米管管碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层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

4、一般为几个纳米到几十个卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状个空心圆柱状“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。排起来才有人的一根头发丝宽。2.同素异形体：同素异形体：同种元素同种元素组成的不同的组成的不同的单质单质互互称为该元素的同素异形体称为该元素的同素异形体例如：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、C60，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

5、的同素异形体有：红磷、白磷1.同素异形现象：同一种元素能够形成几种不同素异形现象：同一种元素能够形成几种不同单质的现象同单质的现象一、一、同素异形现象同素异形现象实例：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：化学式化学式颜色颜色（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氧气与臭氧的分子结构：氧气与臭氧的分子结构：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3.3.同素异形体的性质差异很大，

6、主要表现为物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 +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。4.4.同素异形体之间转化同素异形体之间转化(2)O2=O3放电

7、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。那么分子式相同的物质一定是同分子式相同的物质一定是同一种物质吗一种物质吗?讨论讨论 思考思考:根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为手制作组成为C C4 4H H1010可能的分子结构模型。可能的分子结构模型。正丁烷正丁烷 异丁烷异丁烷 C C C CC C C CH H

8、 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同分异构同分异构二、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。分子式相同而结构不同的化合物互称分子式相同而结构不同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

9、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式名称名称沸点沸点动动手：动动手：搭建搭建C C2 2H H6 6O O的可能的分子结构模型的可能的分子结构模型乙醇乙醇二甲醚二甲醚78 23有机物种类繁多的原因有机物种类繁多的原因有机物中可以含有机物中可以含一个一个碳原子碳原子,也可也可成千上万成千上万个碳原子。个碳原

10、子。碳原子之间可有碳原子之间可有单键、双键、三键单键、双键、三键，也可有，也可有环状环状结构。结构。大量存在大量存在同分异构同分异构现象。现象。请判断下列各组物质之间的关系1H与2H 红磷与白磷CH3CH2CHCH3和CH3CCH3金刚石与C60 水银与汞乙醇与二甲醚 O2与O3 CH3CH3CH3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素同一种元素组成组成结构不同结构不同分子式相同分子式相同分子结构不同分子结构不同质子数相同的质子数相同的同种元素同

11、种元素中子数不同中子数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 HD随堂练习随堂练习1.近年来科学家发现一种新的由碳元素组成的物质,化学式为C60,下列说法中错误的是()A.C60由分子构成B.C60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CO2D.C60的摩尔质量为7202.纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管.下列说法错误的是()A.纳米碳管是一种新型的有机化合物B.纳米碳管材料中含离子键C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强D.纳米碳管

12、在常温下化学性质稳定.AB随堂练习随堂练习3.判断下面哪些是同素异形体(),哪些是同位素()A.红磷、白磷 B.水、重水 C.16O、17O、18O D.金刚石、石墨随堂练习随堂练习ADC4.根据同分异构体的概念，判断下列物质互为同分异构体的是()A.CH3-CH2-CH3 和 CH3-CH2-CH2-CH3 B.NO和CO C.CH3-CH2OH和 CH3-O-CH3 D.红磷和白磷 C5.关于同分异构体的叙述正确的是()A.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B.分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体C.同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同D.只有少数的有机物之间存在同分异构现象B