1、第三單元第三單元 從微觀結構看物質的多樣性從微觀結構看物質的多樣性 人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅100100多種，而這些種多種，而這些種類有限的元素卻構成數(shù)千萬種不同的物質，類有限的元素卻構成數(shù)千萬種不同的物質，你們知道這是為什么嗎？你們知道這是為什么嗎？同素異形現(xiàn)象同素異形現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象 種類有限的元素構成數(shù)不清的物質，你種類有限的元素構成數(shù)不清的物質，你們知道哪種元素形成的物質種類最多嗎？們知道哪種元素形成的物質種類最多嗎？ 碳碳在地殼中的含量只占在地殼中的含量只占0.087%0.087%。但。但含碳元素的單質和化合物達到含碳元素的單質和化合物達到90%90%以上。以

2、上。它們在國民經濟和我們日常生活里占有它們在國民經濟和我們日常生活里占有非常重要的地位。非常重要的地位。碳生命的基礎元素碳生命的基礎元素碳元素的單質碳元素的單質金剛石金剛石石墨石墨無色、透明的無色、透明的晶體晶體, ,硬度很硬度很大。大。三者與氧氣反應均生成三者與氧氣反應均生成CO2 說明它們都是碳單質說明它們都是碳單質 C C6060金剛石金剛石石石 墨墨硬硬 度度熔熔 點點導電性導電性用用 途途堅硬堅硬最軟礦物之一最軟礦物之一很高很高很高很高導電導電不導電不導電裝飾品裝飾品切割玻璃、大理石切割玻璃、大理石鉆探機鉆頭鉆探機鉆頭鉛筆芯鉛筆芯 電極電極、 金剛石與石墨的比較金剛石與石墨的比較金剛

3、石、石墨的用途：金剛石、石墨的用途： 為何金剛石和石墨在硬度和為何金剛石和石墨在硬度和導電性方面有很大的差異？導電性方面有很大的差異？問題探究問題探究 主要是由于碳原子排列主要是由于碳原子排列結構的不同引起的結構的不同引起的 金剛石是正四面體空金剛石是正四面體空間網(wǎng)狀結構，原子間間網(wǎng)狀結構，原子間的作用力很強的作用力很強 金剛石和石墨物理性質的差異，主要金剛石和石墨物理性質的差異，主要是由于碳原子排列結構的不同引起的是由于碳原子排列結構的不同引起的 其中其中C60是是60個碳原子形成的個碳原子形成的封閉籠狀封閉籠狀分子，形似足球，故分子，形似足球，故 稱之為稱之為“足球烯足球烯”富勒烯：富勒烯

4、：固態(tài)碳的第三種結構形式，三維固態(tài)碳的第三種結構形式，三維空心球狀結構空心球狀結構（包括（包括C C6060、C C7070和納米碳管等）和納米碳管等）碳納米管碳納米管 我們通常把我們通常把碳碳元素形成多元素形成多種種單質單質的這種現(xiàn)象稱為的這種現(xiàn)象稱為同素異同素異形現(xiàn)象形現(xiàn)象。把金剛石、石墨和。把金剛石、石墨和C60等互稱為等互稱為同素異形體同素異形體。1、同素異形現(xiàn)象：、同素異形現(xiàn)象：同種元素同種元素形成多形成多種種不同單質不同單質的現(xiàn)象的現(xiàn)象。2、同素異形體：、同素異形體：同一種元素同一種元素形成的形成的不同單質互稱不同單質互稱為同素異形體為同素異形體。一、同素異形現(xiàn)象一、同素異形現(xiàn)象強

5、調：強調：（1 1）同種元素；）同種元素；（2 2）單質；）單質；（3 3）結構不同。）結構不同。氧元素的不同單質氧元素的不同單質氧氣與臭氧的物理性質比較：氧氣與臭氧的物理性質比較：化學化學式式顏色顏色（氣態(tài)）（氣態(tài)）氣味氣味沸點沸點溶解性溶解性氧氣氧氣O O2 2無色無色無味無味1831830.0300.030臭氧臭氧O O3 3淡藍色淡藍色魚腥味魚腥味112.4112.4OO2 2實例：實例： （2 2）氧元素的不同單質）氧元素的不同單質氧氣與臭氧的分子結構：氧氣與臭氧的分子結構：O2 O3 色、態(tài)、味色、態(tài)、味溶解度溶解度化學化學性質性質用途用途無色無味氣體無色無味氣體特殊臭味淡藍色氣體

6、特殊臭味淡藍色氣體不易溶于水不易溶于水比比O2易溶于水易溶于水S+O2=SO2點燃點燃2CO+O2=2CO2點燃點燃強氧化性、不強氧化性、不穩(wěn)定性、漂白、穩(wěn)定性、漂白、殺菌消毒殺菌消毒呼吸、燃燒等呼吸、燃燒等脫色劑、消毒劑脫色劑、消毒劑性質對比性質對比 臭氧具有極強的氧化性臭氧具有極強的氧化性，AgAg、HgHg等在空氣或氧等在空氣或氧氣中不易被氧化的金屬，可以與臭氧發(fā)生反應。氣中不易被氧化的金屬，可以與臭氧發(fā)生反應。 臭氧可用于漂白和消毒臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的。某些染料受到臭氧的強烈氧化作用會褪色，臭氧還可以殺死許多細菌，強烈氧化作用會褪色，臭氧還可以殺死許多細菌，因此，它

7、是一種很好的脫色劑和消毒劑。因此，它是一種很好的脫色劑和消毒劑。 空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經，加速血液，加速血液循環(huán)，令人產生爽快和振奮的感覺，但當空氣中臭循環(huán)，令人產生爽快和振奮的感覺，但當空氣中臭氧的含量超過氧的含量超過10105 5 % %（體積分數(shù)）時，就會對人體、（體積分數(shù)）時，就會對人體、動植物，以及其他暴露在空氣中的物質造成危害。動植物，以及其他暴露在空氣中的物質造成危害。資料卡資料卡臭氧的化學性質與用途臭氧的化學性質與用途1、極強氧化性、極強氧化性2、不穩(wěn)定性、不穩(wěn)定性 思考：上述反應是否為氧化還原反應？思考：上述反應是否為氧化還原反應？為什么

8、？為什么？否，因為沒有元素化合價的變化。否，因為沒有元素化合價的變化。3、用途：脫色劑、消毒劑、用途：脫色劑、消毒劑 2O3 3O2 氟氯烴氟氯烴 自然界自然界9090的的臭氧集中臭氧集中在離地面在離地面151550 km50 km的的大氣平流層中，它是由氧氣吸收太陽紫外線輻射而大氣平流層中，它是由氧氣吸收太陽紫外線輻射而生成的。臭氧層能使地球上的生物免受太陽光中紫生成的。臭氧層能使地球上的生物免受太陽光中紫外線的傷害，是外線的傷害，是“生命衛(wèi)士生命衛(wèi)士”。近年來的測量結果。近年來的測量結果表明，臭氧層開始變薄，甚至出現(xiàn)空洞。表明，臭氧層開始變薄，甚至出現(xiàn)空洞。20002000年，年，南極上空

9、的臭氧層空洞面積達南極上空的臭氧層空洞面積達2 28 810107 7kmkm2 2，相當，相當于澳大利亞國土面積的于澳大利亞國土面積的4 4倍。關于引起臭氧層被破倍。關于引起臭氧層被破壞的原因有多種解釋，但一般認為壞的原因有多種解釋，但一般認為氟氯烴氟氯烴( (氟利昂，氟利昂，廣泛用于制冷劑和發(fā)泡劑等廣泛用于制冷劑和發(fā)泡劑等) )的大量使用和噴氣式的大量使用和噴氣式飛機、火箭、導彈將大量廢氣排放到高空，加速了飛機、火箭、導彈將大量廢氣排放到高空，加速了臭氧分解。保護高空臭氧層，是科學家研究的重要臭氧分解。保護高空臭氧層，是科學家研究的重要課題。課題。資料卡資料卡臭氧洞的臭氧洞的 擴大擴大 3

10、O2 = 2O3 放電放電磷元素的不同單質比較磷元素的不同單質比較：拓展視野拓展視野紅磷紅磷 這是什么變化？這是什么變化？同素異形體的化學性質基本相同同素異形體的化學性質基本相同22CO 點燃 O(1)C（2）氧氣和臭氧都具有強氧化性，）氧氣和臭氧都具有強氧化性， 臭氧的氧化性更強。臭氧的氧化性更強。522O2P 點燃 5O(3)4P 同素異形體之間轉化同素異形體之間轉化（金剛石）石墨C )(1)C322O (2)3O 放電（3）討論：討論： 根據(jù)以上同素異形體的學習，根據(jù)以上同素異形體的學習，請歸納小結：同素異形體之間，什請歸納小結：同素異形體之間，什么性質相同？什么性質不同？么性質相同？什

11、么性質不同？ 同素異形體的化學性質基本相同同素異形體的化學性質基本相同（由同種元素形成的單質）（由同種元素形成的單質） 同素異形體的物理性質不同（空間同素異形體的物理性質不同（空間結構不同）結構不同）思考：思考：1、鈉原子、鈉原子(Na)和鈉離子和鈉離子(Na+)都是同一都是同一種元素鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎？種元素鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎？2、Fe2O3和和Fe3O4的組成元素完全相同，的組成元素完全相同，它們是同素異形體嗎？它們是同素異形體嗎？3、1H與與1H互為什么關系？互為什么關系？12同素異形體與同位素的比較同素異形體與同位素的比較同素異形體同素異形體同位素同位素定義

12、定義研究對象研究對象常見實例常見實例同一種元素形同一種元素形成的不同單質成的不同單質質子數(shù)相同、中質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子子數(shù)不同的原子單質單質原子原子1 1H H、2 2H H、3 3H H3535ClCl、3737ClCl金剛石、石墨金剛石、石墨O O3 3 、O O2 2判斷下面哪些是同素異形體判斷下面哪些是同素異形體（ ），哪些是同位素），哪些是同位素（ ）A.A.紅磷、白磷紅磷、白磷 B.B.水、重水水、重水C.C.1616O O、1717O O、1818O O D.D.金剛石、石墨金剛石、石墨例例1: 近年來，科學家發(fā)現(xiàn)一種新的由碳元素近年來，科學家發(fā)現(xiàn)一種新的由碳元素組成的物

13、質，化學式為組成的物質，化學式為C60，下列說法中，下列說法中錯誤的是錯誤的是( )A . C60由分子構成由分子構成B. C60和石墨、金剛石都是碳的同素異形體和石墨、金剛石都是碳的同素異形體C. C60在純氧中充分燃燒生成在純氧中充分燃燒生成CO2D. C60的摩爾質量為的摩爾質量為720D例例2: 據(jù)報道，最近科學家在宇宙中發(fā)現(xiàn)據(jù)報道，最近科學家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了了H3分子，則分子，則H2和和H3屬于屬于( ) A 同位素同位素 B 同素異形體同素異形體 C 同分異構體同分異構體 D 同種物質同種物質B例例3下列各組中不屬于同素異形體的是（）下列各組中不屬于同素異形體的是（）A. 金剛石與金

14、剛石與C60B. 紅磷與白磷紅磷與白磷C. NO與與NO2D. 8O 與與 8O1618C D4、下列有關、下列有關 8O2敘述正確的是敘述正確的是( )A.與氧互為同位素與氧互為同位素 B.與氧氣具有相同的化學性質與氧氣具有相同的化學性質 C.與氧氣互為同素異形體與氧氣互為同素異形體 D.與同質量的氧氣具有相同的體積與同質量的氧氣具有相同的體積(同溫同同溫同壓下壓下)18B通過前面的學習我們知道物通過前面的學習我們知道物質世界豐富多彩的一個原因質世界豐富多彩的一個原因是存在著是存在著同素異形體同素異形體。那么。那么分子式相同分子式相同的物質一定是同的物質一定是同一種物質嗎一種物質嗎? ? 討

15、論討論 思考思考: :根據(jù)碳、氫原子形成共價鍵的特征，我們根據(jù)碳、氫原子形成共價鍵的特征，我們動手制作組成為動手制作組成為C C4 4H H1010可能的有機化合物的可能的有機化合物的分子結構模型。分子結構模型。正丁烷正丁烷 異丁烷異丁烷 C C C CC C C CH H 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 問題問題1:1:對比兩個模型對比兩個模型, ,找找它們的聯(lián)系找找它們的聯(lián)系? ?共同點共同點: :不同點不同點: :分子式相同分子式相同結構不同結構不同二、同分異構現(xiàn)象同

16、分異構體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，但具有不同結構的現(xiàn)象，叫做同結構的現(xiàn)象，叫做同分異構現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象。具有同分異構現(xiàn)象的化合物互稱具有同分異構現(xiàn)象的化合物互稱同分異構體同分異構體。問題問題2:2:同分異構體間性質有無差異同分異構體間性質有無差異? ?同分異構體間的物理性質差異物質物質正丁烷正丁烷異丁烷異丁烷熔點熔點/-138.4-159.6沸點沸點/-0.5-11.7液態(tài)密度液態(tài)密度/gcm-30.57880.557結論：結論： 物理性質不同，化學性質可能相似或不同。物理性質不同，化學性質可能相似或不同。分子式分子式C2H6OC2H6O球棍模型球棍模型結構式結構

17、式名稱名稱沸點沸點C C2 2H H6 6O O乙醇乙醇二甲醚二甲醚78 23比較比較同素異形體、同分異構體、同位素同素異形體、同分異構體、同位素三個概念三個概念同素異形體同素異形體同分異構體同分異構體 同位素同位素相同點相同點不同點不同點研究對象研究對象同一種元同一種元素組成素組成結構不同結構不同分子式相同分子式相同分子結構分子結構不同不同質子數(shù)相同質子數(shù)相同的同種元素的同種元素中子數(shù)中子數(shù)不同不同單質單質化合物化合物原子原子O O2 2O O3 3白磷白磷 紅磷紅磷C C4 4H H10101 11 1H H、1 12 2H H、1 13 3H H 有下列各組物質有下列各組物質: A、 6C與與6 CB、金剛石與石墨、金剛石與石墨 C、乙醇與二甲醚、乙醇與二甲醚D、（1）互為同位素的是）互為同位素的是_（2）互為同素異形體的是）互為同素異形體的是_（3）互為同分異構體的是）互為同分異構體的是_12 13CH3CHCH2CH3CH3CH3 CCH3CH3CH3ABC、D12. 下列各種微粒中：下列各種微粒中：H2O、 H2O2 、D2O、 H、D、T、 12C、 13C、 金剛金剛石、石墨、乙醇、二甲醚，屬于同位石、石墨、乙醇、二甲醚，屬于同位素的是素的是 ，屬于同素，屬于同素異形體的是異形體的是 ，屬于同分異構體的是屬于同分異構體的