课件：同素异性和同分异构晶体子长中学刘建.ppt

专题1 微观结构与物质的多样性,子长中学 刘建,第三单元 从微观结构看物质的多样性,第一课时 同素异形现象和同分异构现象,1772年拉瓦锡证明金刚石可燃， 生成CO2，进一步测定后确定金刚石 是由碳组成的单质。,1779年舍勒证明石墨可燃，也生 成CO2，进一步测定后确定石墨是由 碳组成的单质。,1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。,1955年美国科学家霍尔在1650、95000个大气压下用石墨合成了金刚石。,说明： 金刚石和石墨是由同一种元素形成的结构不同的两种单质。,碳元素,同素异形现象：同种元素形成几种不同单质 的现象。,同素异形体：同一种元素形成的不同单质 的互称。,一、同素异形现象和同素异形体,天然最硬物质,最软矿物之一,很 高,很 高,导 电,不导电,装饰品、切割 玻璃、钻探机 钻头,铅笔芯、 电极、坩埚,金刚石与石墨的比较,C,C,为何金刚石和石墨在硬度和导电性方面有很大的差异？,主要是由于碳原子的成键方式和排列方式的不同引起的,金刚石晶体结构,石墨晶体结构,其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，故又称之为“足球烯”）,富勒烯：固态碳的第三种结构形式， 三维空心球状结构（包括C60、C70和纳米碳管等）,化学史话 1845年瑞士化学家马里纳，对纯净的O2进行放电实验，获得了一种新的气体，并把它叫做臭氧。后来化学家拉登堡确定了臭氧的化学式为O3，并确定了其结构。,氧气O2,臭氧O3,氧的同素异形体,无色无味气体,淡蓝色气体鱼腥味,呼吸、燃烧等,脱色剂、消毒剂,O,O,磷的同素异形体,白磷与红磷的性质对比,红棕色粉末状固体,不溶于水,不溶于水,白色蜡状固体,有 毒,无 毒,40OC,246OC,P,P,硫的同素异形体,斜方硫（S8 在95.5以下稳定存在）,（1）碳：金刚石，石墨，C60; （2）氧：氧气，臭氧； （3）磷：红磷，白磷； （4）硫：斜方硫，单斜硫、弹性硫。,常见的同素异形体,同分异构现象：化合物具有相同的 分子式，但具有不同结构的现象。,同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物 的互称。,二、同分异构现象和同分异构体,强调：1.分子式相同 2.结构不同 3.化合物,同种元素形成的单质不一定是同一种物质，那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗?,思考:根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们来预测组成为C4H10可能的分子结构，书写其结构式。,正丁烷,异丁烷,异丁烷,C4H10,C4H10,-0.5,-11.7,物质的结构决定性质，性质体现结构,具有相同分子式的烷烃，分子中支链数越多，熔沸点越低，相对密度越小。,同分异构体间性质是否相同?,同分异构体间的物理性质差异,同分异构体性质比较：,C2H6O,78,-23,C2H6O,结构式,（1）碳原子数不确定:有机物中可含一个碳原子,也可含成千上万个碳原子; （2）成键多样化:碳原子之间可有碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键，有链状也可有环状结构; （3）同分异构现象大量存在。,有机物种类繁多的原因：,（1）同种元素有不同的核素同位素； （2）同种元素可以形成不同的单质同素异形现象； （3）同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物： 氯化钠和氢氧化钠； （4）同种元素可以与其他同种元素形成比例不同的化合物： 氧化钠和过氧化钠； （5）分子式相同的化合物存在同分异构现象。,物质世界丰富多彩的原因很多：,同位素、同素异形体与同分异构体的比较,同：质子数相同 异：中子数或质量数 不同,同：元素相同 异：结构不同,同：分子式相同 异：结构不同,原子,单质,化合物,化学性质 几乎完全相同,物理性质差别大，化学性质稍有差别,物理性质和化学性质均有较大差别,1H、2H、3H 35Cl、37Cl,金刚石、石墨 O3 、O2 红磷、白磷,正丁烷和异丁烷,同分异构体,同素异形体,同位素,异同,研究 对象,性质 差异,常见 实例,当堂练习：,1下列互为同分异构体的一组是（ ） （A）金刚石、石墨 （B）二氧化硫、三氧化硫 （C）乙醇、二甲醚 （D）氕、氘、氚,2.下列变化不属于化学变化的是（ ） （A）固态碘变成气态碘蒸气 （B）白磷与红磷之间的转换 （C）水转变为冰 （D）乙醇被转化为二甲醚,C,AC,第二课时 不同类型的晶体,2019/4/20,27,可编辑,物质的多样性,同位素,同素异形现象,同分异构现象,不同类型的晶体,像上述这些有规则的几何外形的固体物质，称为晶体。,不同类型的晶体,晶体的概念,1.自然界固态物质的分类： 和 。 2.晶体的定义：具有 的固体叫晶体 如： 、 、 、 等。 3.晶体有规则几何外形的原因：,晶体,非晶体,规则的几何外形,金刚石,水晶,氯化钠,雪花,晶体规则几何外形是内部构成微粒 的结果。 4.构成晶体的微粒可以是 、 、 等 。,有规则排列,离子,分子,原子,1、定义：,一、离子晶体,2、物理性质：,3、形成离子晶体的物质归类：,离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则 地排列而形成的晶体叫做离子晶体。,大多数碱、大多数盐、金属氧化物等离子化合物,较高,较硬,固态不导电，熔化或溶于水后能导电,NaCl晶体,氯化钠晶体结构,Na+,Cl-,问题一：组成晶体的微粒？,问题三：晶体中，是否存在独立的NaCl分子？,不存在，只存在Na+和 Cl-,问题二：微粒之间的作用力？,离子键,每个Cl- 周围有六个Na+,每个Na+周围有六个Cl-,小结：在NaCl晶体中, (填存在或不存在)分子,存在许多 离子和 离子,以 键相结合,阴阳离子的个数比为 ，因此NaCl表示的含义是 。,不存在,Na+,Cl-,离子,1：1,晶体中钠离子与氯离子个数比为1：1,二、分子晶体,2、物理性质：,1、定义：,3、形成分子晶体的物质：,H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等 大多数共价化合物和大多数共价单质,分子间通过分子间作用力相结合的晶体,较低，易挥发,较小,固态和熔融状态下 都不导电，溶于水有的导电,干冰晶体中存在哪些微粒？如何结合成晶体的？,分子间作用力,共价键,问题一：组成晶体的微粒？,CO2分子,问题二：微粒之间的作用力？,问题三：晶体中，是否存在独立的CO2分子？,存在,三、原子晶体,1、定义：,2、实例：,3、物理性质：,金刚石、金刚砂（SiC）、 晶体硅、石英（SiO2）,相邻原子通过共价键结合而形成 空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。,很高,很大,难溶于水,一般不导电,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,10928,晶体硅,共价键,返回,金刚石、晶体硅,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,问题一：组成晶体的微粒？,硅原子、氧原子,问题二：微粒之间的作用力？,共价键,问题三：晶体中，是否存在独立的SiO2分子？,不存在，只存在Si和O原子,小结：在SiO2晶体中, (填存在或不存在)分子, 存在许多 和 ， 以 键相结合, SiO2表示的含义是 。,不存在,硅原子,氧原子,共价键,SiO2晶体中硅原子与氧原子个数比为1：2,干冰,分子晶体,水晶,原子晶体,硫酸铜,离子晶体,黄金,构成微粒：_ 形成晶体作用力：_,金属离子与自由电子通过金属键形成的单质晶体。,金属阳离子与自由电子,金属键,金属、合金,4.金属晶体,（1）定义:,（3）物质范围或实例,（2）金属晶体的特点:,具有良好的导电、导热性。 一般具有延展性。,说明,阴、阳离子,离子键,分子,分子间作用力,原子,共价键,金属阳离子和自由电子,金属键,较高,较低,很高,差别较大,较硬,较小,硬度大,差别较大,固态不导电 熔融态导电,不导电,不导电,导电,差,差,差,有延展性,粒子 种类,导电性,金属晶体,原子晶体,分子晶体,离子晶体,离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质的比较：,一般熔沸点与硬度：原子晶体 离子晶体 分子晶体,晶体类型的判断（仅限于一般情况）,一、从性质上判断: 1、熔沸点和硬度 高：原子晶体（2-3000 ）； 中：离子晶体（1-2000）； 低：分子晶体(低于几百度） 2、熔融状态的导电性 熔融状态导电的化合物就是离子晶体 二、从组成上判断: 离子化合物：离子晶体 共价化合物或共价单质除金刚石、晶体硅、石英（SiO2）、金刚砂（SiC）等为原子晶体外，其他 的共价化合物或共价单质一般是分子晶体,1、下列化学式能表示一种纯净物的是( ) A. CCl4 B. C4H10 C. D2O D. C,AC,2、C3H8分子中共价键的数目为（ ） A.8 B.10 C.11 D.12,B,3、 下列各组物质的晶体中