单元从微观结构看物质的多样.ppt

第三单元 从微观结构看物质的多样性 人人类已已发现的元素的元素仅100100多种，而多种，而这些种些种类有限的元素却构成数千万种不同有限的元素却构成数千万种不同的物的物质，你，你们知道知道这是是为什么什么吗？？你知道吗你知道吗同素异形同素异形现象象同分异构同分异构现象象 种种类有限的元素构成数不清的物有限的元素构成数不清的物质，你，你们知道哪种元素形成的物知道哪种元素形成的物质种种类最多最多吗？？ 碳碳在地壳中的含量只占在地壳中的含量只占0.087%0.087%但含碳元素的含碳元素的单质和化合物达到和化合物达到90%90%以上它它们在国民在国民经济和我和我们日常生活里占有日常生活里占有非常重要的地位非常重要的地位碳－生命的基碳－生命的基础元素元素碳元素的单质碳元素的单质金金刚石石石墨石墨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 途途天然最硬物质天然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 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金刚石、石墨的用途：金刚石、石墨的用途：  为何金何金刚石和石墨在硬度和石和石墨在硬度和导电性方面有很大的差异？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 金金刚石晶体石晶体结构构石墨晶体石墨晶体结构构金刚石是正八面体结构，金刚石是正八面体结构，原子间的作用力很强原子间的作用力很强石墨是层状结构，层间石墨是层状结构，层间石墨是层状结构，层间石墨是层状结构，层间分子间作用力弱，所以分子间作用力弱，所以分子间作用力弱，所以分子间作用力弱，所以层与层间易滑动层与层间易滑动层与层间易滑动层与层间易滑动 金刚石和石墨物理性质的差异，主要是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分子，形似足球，故子，形似足球，故 称之为称之为“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）碳纳米管碳纳米管n 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n同素异形现象：同素异形现象：同种同种元素形成多种元素形成多种不同不同单质 的的现象同素异形体：同素异形体：同一同一种元素形成的不种元素形成的不同同单质 一、同素异形现象一、同素异形现象强调：强调：（（1）同种元素；）同种元素；（（2）单质；）单质；（（3）结构不同结构不同例例1:n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质，化学式为组成的物质，化学式为C60，下列说法，下列说法中错误的是中错误的是( )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思考：n钠原子钠原子(Na)和钠离子和钠离子(Na+)都是同都是同一种元素－钠元素形成的，它们是一种元素－钠元素形成的，它们是同素异形体吗？同素异形体吗？nFe2O3和和Fe3O4的组成元素完全相的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗？同，它们是同素异形体吗？n1H与与1H互为什么关系？互为什么关系？21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例2:n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3n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 金刚石与金刚石与C60B 红磷与白磷红磷与白磷C NO与与NO2D 8O 与与 8O1618CD【讨论】【讨论】n在此之前，你是否已经学过在此之前，你是否已经学过其它的同素异形体？其它的同素异形体？n氧气与臭氧为氧元素的同素异形氧气与臭氧为氧元素的同素异形体；红磷与白磷为磷元素的同素体；红磷与白磷为磷元素的同素异形体异形体其它同素异形体其它同素异形体臭氧臭氧氧气氧气色色态态味味臭味的淡蓝色气体，臭味的淡蓝色气体，液态深蓝色，固态液态深蓝色，固态紫黑色紫黑色液态淡蓝色，液态淡蓝色，固态雪花状，固态雪花状，淡蓝色淡蓝色溶解溶解度度大大小小溶点溶点-251℃-218℃沸点沸点-112.4℃-183℃ 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某些染料受到臭氧的臭氧可用于漂白和消毒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，加速血液空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，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1010－－5 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？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  自然界自然界9090％的臭氧集中在离地面％的臭氧集中在离地面1515～～50 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，南极上空的臭氧层空洞面积达南极上空的臭氧层空洞面积达2 2．．8×108×107 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，但一般认为氟氯烃坏的原因有多种解释，但一般认为氟氯烃( (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资料卡资料卡臭氧洞的臭氧洞的 扩大扩大隔绝空气加热到隔绝空气加热到隔绝空气加热到隔绝空气加热到260℃260℃260℃260℃红磷红磷 白磷白磷隔绝空气加热到隔绝空气加热到隔绝空气加热到隔绝空气加热到416℃416℃416℃416℃迅速冷却迅速冷却迅速冷却迅速冷却 白磷：白磷： 白白色或色或浅黄浅黄色色蜡蜡状固体，状固体，剧毒剧毒。

不溶于不溶于水，着火点是水，着火点是40OC，熔点，熔点44OC，，隔绝空隔绝空气气260OC得红磷得红磷. 暗红暗红色粉末，色粉末，无无毒，不溶于水，着火点毒，不溶于水，着火点246OC、、416OC升华升华(隔绝空气隔绝空气)气体骤冷气体骤冷后得白磷后得白磷红磷：红磷：拓展视野拓展视野讨论：讨论： 根据以上同素异形体的学习，请归纳小根据以上同素异形体的学习，请归纳小结：同素异形体之间，什么性质相同？结：同素异形体之间，什么性质相同？什么性质不同？为什么？什么性质不同？为什么？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）（（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同素异形体的物理性质不同（空间结构同素异形体的物理性质不同（空间结构不同）不同）同素异形体之间转化同素异形体之间转化（（3））练练 习习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（ ），），哪些是同位素（哪些是同位素（ ）） 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、纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个、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纳米的空心管. .下列说法错误的是下列说法错误的是( )( )B.B.纳米碳管材料如果完全燃烧纳米碳管材料如果完全燃烧, ,生成物是二氧化生成物是二氧化碳碳C.C.纳米碳管材料管道多纳米碳管材料管道多, ,表面积大表面积大, ,吸附能力强吸附能力强D.D.纳米碳管在常温下化学性质稳定纳米碳管在常温下化学性质稳定. .A3、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4、、 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，产物是什么？中完全燃烧，产物是什么？5、石墨在、石墨在2000℃、、5×106~~1×107 Kpa并有催化剂条件下可转化变成金刚并有催化剂条件下可转化变成金刚石，这个事实说明什么？石，这个事实说明什么？ 都是都是CO2 说明：金刚石和石墨是由同种元素形成说明：金刚石和石墨是由同种元素形成的，只不过结构不同而已。

的，只不过结构不同而已。