同素异形体与同分异构体课件.ppt

同素异形体与同分异构体 人类已发现的元素仅人类已发现的元素仅100100多种，而这多种，而这些种类有限的元素却构成数千万种不同些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质，你们知道这是为什么吗？的物质，你们知道这是为什么吗？同素异形现象同素异形现象同分异构现象同分异构现象 同种元素形成的单质一定是同同种元素形成的单质一定是同一种物质吗一种物质吗? ?同素异形体与同分异构体 种类有限的元素构成数不清的物质，你种类有限的元素构成数不清的物质，你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？ 碳碳在地壳中的含量只占在地壳中的含量只占0.087%0.087%但含碳元素但含碳元素的单质和化合物达到的单质和化合物达到90%90%以上它们在国民经济以上它们在国民经济和我们日常生活里占有非常重要的地位和我们日常生活里占有非常重要的地位碳－－生命的基础元素碳－－生命的基础元素同素异形体与同分异构体世界最大的绿色世界最大的绿色钻石钻石4141克拉克拉 （（8.28.2克）克） 世界最大的有色世界最大的有色钻石钻石407.48407.48克拉（克拉（81.5081.50克）克）(1克拉克拉=200毫克毫克=0.2克克)同素异形体与同分异构体碳元素的单质碳元素的单质金刚石金刚石石墨石墨同素异形体与同分异构体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，有金属光泽，灰黑色，有金属光泽，不透明，细鳞片状固体不透明，细鳞片状固体天然、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 H.B电极、润滑剂电极、润滑剂坩埚坩埚 金刚石与石墨的比较：金刚石与石墨的比较：+642同素异形体与同分异构体金刚石、石墨的用途：金刚石、石墨的用途：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？ 同素异形体与同分异构体金刚石晶体结构金刚石晶体结构同素异形体与同分异构体石墨晶体结构石墨晶体结构同素异形体与同分异构体金刚石是正四面体空间金刚石是正四面体空间网状结构，原子间的作网状结构，原子间的作用力很强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，主要是由于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碳原子排列结构的不同引起的 同素异形体与同分异构体 其中其中C60是是60个碳原子形成的封闭笼个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，故称之为状分子，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和纳米和纳米碳管等）碳管等）同素异形体与同分异构体C60同素异形体与同分异构体C70同素异形体与同分异构体碳纳米管碳纳米管同素异形体与同分异构体l我们通常把碳元素形成多种单质的这种现我们通常把碳元素形成多种单质的这种现象称为同素异形现象，把金刚石、石墨和象称为同素异形现象，把金刚石、石墨和C60等互称为同素异形体，那么同素异形现等互称为同素异形体，那么同素异形现象和同素异形体的定义是什么？象和同素异形体的定义是什么？同素异形体与同分异构体l同素异形现象：同素异形现象：同种元素形成多种不同同种元素形成多种不同 单质单质 的现象◆◆同素异形体：同素异形体：同一种元素形成的不同同一种元素形成的不同 单质单质 一、同素异形现象一、同素异形现象★三要素三要素: 同种元素、单质、结构不同同种元素、单质、结构不同同素异形体与同分异构体◆◆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◆形成方式：形成方式：①①分子里原子个数不同；如：分子里原子个数不同；如：O2与与O3②②晶体里原子的排列方式不同；晶体里原子的排列方式不同； 如：金刚石与石墨如：金刚石与石墨③③晶体里分子的排列分式不同；晶体里分子的排列分式不同； 有些形成方式是多种混合而成的。

有些形成方式是多种混合而成的同素异形体与同分异构体二、几种常见的同素异形体二、几种常见的同素异形体1、碳的同素异形体：、碳的同素异形体：金刚石、石墨与富勒烯金刚石、石墨与富勒烯2、氧的同素异形体：、氧的同素异形体：氧气与臭氧氧气与臭氧 3、磷的同素异形体：、磷的同素异形体：白磷与红磷白磷与红磷同素异形体与同分异构体臭氧与氧气的性质对比 3O2 == 2O3 放电放电化学式化学式 O3 O2 通常状态通常状态 淡蓝色气体淡蓝色气体 无色气体无色气体 气味气味 鱼腥味鱼腥味 无味无味 固固 态态 紫黑色紫黑色 雪花状淡蓝色雪花状淡蓝色 沸沸 点点 - -112.4112.4℃℃ - -183183℃℃ 熔熔 点点 - -251251℃℃ - -218218℃℃ 化学性质化学性质 臭氧比氧气活泼臭氧比氧气活泼 同素异形体与同分异构体l臭氧层的高度臭氧层的高度l臭氧层的作用臭氧层的作用l臭氧层的变化臭氧层的变化l保护臭氧层的措施保护臭氧层的措施臭氧层臭氧层资料卡资料卡同素异形体与同分异构体臭氧洞的臭氧洞的 扩大扩大同素异形体与同分异构体 (1) (1) 直直接接危危害害人人体体健健康康，，象象皮皮肤肤癌癌、、白白内障、各种传染病患者会大幅度增加；内障、各种传染病患者会大幅度增加；(2) (2) 对对生生态态环环境境和和农农林林牧牧渔渔业业造造成成破破坏坏，，农农产产品品减减产产、、品品质质下下降降，，渔渔业业产产量量减减少少，，森林覆盖率减少等等。

森林覆盖率减少等等臭氧空洞扩大的危害臭氧空洞扩大的危害同素异形体与同分异构体白磷与红磷的性质对比白磷与红磷的性质对比 246246℃℃ 40 40℃℃ 红磷红磷白磷白磷元素组成元素组成磷元素磷元素磷元素磷元素分子分子分子较复杂分子较复杂,呈长链状呈长链状P4(正四面体的分子正四面体的分子)物理性质物理性质红棕色固体红棕色固体,无毒无毒白色蜡状固体白色蜡状固体,有剧毒有剧毒化学性质化学性质在空气中能稳定存在在空气中能稳定存在能自然能自然(少量保存在冷少量保存在冷水中水中)着火点着火点燃烧方程式燃烧方程式 4P+5O2 == 2P2O5点燃点燃同素异形体与同分异构体同素异形体与同分异构体隔绝空气加热到隔绝空气加热到260℃260℃红磷 白磷隔绝空气加热到隔绝空气加热到416℃416℃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，易白色或浅黄色蜡状固体，剧毒不溶于水，易白色或浅黄色蜡状固体，剧毒不溶于水，易白色或浅黄色蜡状固体，剧毒。

不溶于水，易于二硫化碳，着火点是于二硫化碳，着火点是于二硫化碳，着火点是于二硫化碳，着火点是4040OOC C，熔点，熔点，熔点，熔点4444OOC C，隔，隔，隔，隔绝空气绝空气绝空气绝空气260260OOC C得红磷得红磷得红磷得红磷. . 暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶液于二硫暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶液于二硫暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶液于二硫暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶液于二硫化碳，着火点化碳，着火点化碳，着火点化碳，着火点246246OOC C、、、、416416OOC C升华升华升华升华( (隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气) )气气气气体骤冷后得白磷体骤冷后得白磷体骤冷后得白磷体骤冷后得白磷红磷：红磷：拓展视野拓展视野同素异形体与同分异构体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、质量质子数相同、质量数（或中子数）不数（或中子数）不同的原子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同素异形体与同分异构体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），哪些是同位素（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、最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心、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，分子式为的类似足球状结构，分子式为C C6060。

下列说法正确的下列说法正确的是（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720720同素异形体与同分异构体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( )( )A.A.纳米碳管是一种新型的有机化合物纳米碳管是一种新型的有机化合物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同素异形体与同分异构体3、、 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中完全中完全燃烧，产物是什么？燃烧，产物是什么？4、石墨在、石墨在2000℃℃、、5×106~~1×107 Kpa并有催并有催化剂条件下可转化变成金刚石，这个事实说明化剂条件下可转化变成金刚石，这个事实说明什么？什么？ （都是CO2 ） 说明：金刚石和石墨是由同种元素形成的，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。

只不过结构不同而已同素异形体与同分异构体二、同分异构现象、同分异构体二、同分异构现象、同分异构体名　称名　称熔　点熔　点沸　点沸　点相对密度相对密度正丁烷正丁烷-138.4-0.50.5788异丁烷异丁烷-159.6-11.70.557C4H10 丁烷丁烷同素异形体与同分异构体C4H10 丁烷丁烷CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 CH3二、同分异构现象、同分异构体二、同分异构现象、同分异构体同素异形体与同分异构体◆◆化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的 现象叫现象叫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二、同分异构现象、同分异构体二、同分异构现象、同分异构体 三要素三要素:分子式相同、结构不同、化合物分子式相同、结构不同、化合物同素异形体与同分异构体同位素、同素异形体、同分异构体三概念的比较同位素、同素异形体、同分异构体三概念的比较概念概念内　涵内　涵比较对象比较对象实例实例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质子数等，中子数质子数等，中子数不等，原子之间不等，原子之间原子原子氕、氘、氚氕、氘、氚同一元素同一元素 形成的不形成的不同单质同单质单质单质O2、、O3相同分子式，不相同分子式，不同结构的化合物同结构的化合物化合物化合物CH3(CH2)2CH3、、C(CH3)3同素异形体与同分异构体练习练习 下列四组物质中下列四组物质中___互为同位素，互为同位素，___是同素异形体，是同素异形体，___ 是同分异构体，是同分异构体，___ 是同一物质是同一物质。

1、、 　　　　　　 2、白磷、红磷、白磷、红磷3、冰与水、冰与水4、、CH3CH（（CH3））CH2CH3　　　　C（（CH3））45、乙醇与二甲醚、乙醇与二甲醚 1 24、、5 3同素异形体与同分异构体。