同素异性和同分异构晶体子长中学刘建PPT课件.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 1 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 2 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 3 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 4 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 5 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 6 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 7 金刚石晶体结构 8 石墨晶体结构 9 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 10 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 11 臭氧与氧气的性质对比 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 12 磷的同素异形体 13 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 14 硫的同素异形体 斜方硫 S8在95 5 以下稳定存在 15 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 16 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 17 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 18 C4H10 C4H10 0 5 11 7 19 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 20 C2H6O 78 23 C2H6O 结构式 21 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 22 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 23 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 3H35Cl 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 24 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 25 第二课时不同类型的晶体 26 27 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 28 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 29 30 31 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 32 NaCl晶体 33 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 34 每个Cl 周围有六个Na 35 每个Na 周围有六个Cl 36 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 37 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 38 干冰晶体中存在哪些微粒 如何结合成晶体的 39 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 40 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 41 109 28 金刚石的晶体结构示意图 共价键 42 109 28 晶体硅 共价键 返回 43 金刚石 晶体硅 44 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 45 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 46 干冰 分子晶体 水晶 原子晶体 硫酸铜 离子晶体 黄金 47 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 48 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 49 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 50 1 下列化学式能表示一种纯净物的是 A CCl4B C4H10C D2OD C AC 2 C3H8分子中共价键的数目为 A 8B