从微观结构看物质的多样性.ppt

专题1微观结构与物质的多样性 第三单元从微观结构看物质的多样性 思考 我们知道人类已经发现的元素只有一百多种 一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢 C60 灰黑色固体 最硬的 无色透明的晶体 硬度很大 深灰色 不透明 质软 易导电的片状固体 三者与氧气反应均生成CO2说明它们都是碳单质 2 同素异形体 由同种元素形成的性质不同的单质 互称为同素异形体 例如 C元素的同素异形体有 金刚石 石墨 富勒烯 C60 C70 单层或多层纳米碳管 O元素的同素异形体有 O2 O3 P元素的同素异形体有 红磷 白磷 1 同素异形现象 由同种元素形成性质不同单质的现象 叫同素异形现象 一 同素异形现象 思考 为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢 结构决定性质 构成金刚石的微粒是C原子 每个C原子与另外4个C原子以共价键相连 C原子间以共价键结合成空间网状结构 最小的碳环上有6个C原子且6个C原子不在同一平面 金刚石的基本结构单元是正四面体 石墨的结构 构成石墨的微粒是C原子 C原子以共价键相连 在石墨的每一层 每个C原子与周围3个C原子以共价键相连 排列成平面六边形 无数平面六边形形成平面网状结构 石墨的不同层之间存在分子间作用力 C60的结构 C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子 是一个由20个正六边形和12个正五边形构成的削角二十面体 形似足球 人们又称它为 足球烯 碳纳米管 还有碳纳米管也是由碳原子构成的 是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管 管直径一般为几个纳米到几十个纳米 管壁厚度仅为几个纳米 像铁丝网卷成的一个空心圆柱状 笼形管 它非常微小 5万个并排起来才有人的一根头发丝宽 实际上是长度和直径之比很高的纤维 1实例 氧元素的不同单质 氧气与臭氧的物理性质比较 氧气与臭氧的分子结构 观察 1980 1991年 臭氧洞 的变化 磷元素的不同单质比较 拓展视野 总结 同素异形体的性质差异很大 主要表现为物理性质 而化学性质往往比较接近 2 氧气和臭氧都具有强氧化性 臭氧的氧化性更强 O3常用消毒杀菌剂 漂白剂等 金刚石 石墨在氧气中完全燃烧均只生成CO2气体 白磷 红磷完全燃烧都生成P2O5 3 同素异形体之间转化 通过前面的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是存在着同素异形体 那么 分子式相同的物质一定是同一种物质吗 讨论 思考 根据碳 氢原子形成共价键的特征 我们动手制作组成为C4H10可能的有机化合物的分子结构模型 正丁烷异丁烷 问题1 对比两个模型 找找它们的联系 共同点 不同点 分子式相同 结构不同 二 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 叫做同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互称同分异构体 问题2 同分异构体间性质有无差异 同分异构体间的物理性质差异 物理性质不同 化学性质可能相似或不同 C2H6O 思考 那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的原因是什么呢 课堂小结 物质世界丰富多彩原因很多1 同位素 2 同素异形现象 3 同与异化合如 NaClNa2S4 原子比例不同 Na2ONa2O25 同分异构现象 6 有机物中可以一个碳 两个碳 多个碳 还可以单键 双键 叁键 形成环状 比较同素异形体 同分异构体 同位素三个概念 同一种元素组成 结构不同 分子式相同 分子结构不同 质子数相同的同种元素 中子数 质量数 不同 单质 化合物 原子 O2 O3 白磷 红磷 C4H10 11H 12H 13H 有下列各组物质 A 6C与6CB 金刚石与石墨C 乙醇与二甲醚D 1 互为同位素的是 2 互为同素异形体的是 3 互为同分异构体的是 12 13 A B C D 1 下列关于臭氧性质的叙述中 不正确的是A 臭氧比氧气的氧化性更强 常温下能将银 汞等较不活泼的金属氧化B 臭氧是比氯水更好的消毒剂 因为它在消灭细菌后变成O2 无污染C 臭氧和活性炭一样 能够吸附有机色素 是种很好的漂白剂D 臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化 C 2 关于同分异构体的叙述正确的是A 相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体B 化学式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体C 同分异构体之间由于分子组成相同 所以它们的性质相同D 只有少数的有机物之间存在同分异构现象 B 3 下列说法正确的是A 互为同素异形体的物质的性质完全相同B 互为同素异形体的物质之间不可能发生相互转化C 氧气和臭氧之间的转化是物理变化D 氧气和臭氧之间的转化是化学变化 D 4 下列各种微粒中 H2O H2O2 D2O H D T 12C 13C 金刚石 石墨 乙醇 甲醚 属于同位素的是 属于同素异形体的是 属于同分异构体的是 H D和T 12C和13C属于同位素 金刚石和石墨属于同素异形体 甲醚和乙醇属于同分异构体 几种晶体 晶体 定义 经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体 构成晶体的微粒 离子 分子 原子 根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同 可将晶体分为 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 晶体的类型 一 离子晶体1 NaCl晶体中离子的排列方式 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 不存在 Na Cl 离子键 一 离子晶体 什么叫离子晶体 离子晶体的特点 哪些物质属于离子晶体 离子间通过离子键结合而成的晶体 无单个分子存在 如 NaCl不表示分子式 熔沸点较高 硬度较大 水溶液或者熔融状态下均导电 部分金属氧化物 强碱 大部分盐类 二 分子晶体1 干冰及其二氧化碳分子的排列方式 O C 范德华力 共价键 小结 在CO2晶体中 填存在或不存在 分子 在分子内部碳和氧以结合 CO2分子之间以相结合 存在CO2 共价键 范德华力 二 分子晶体 什么叫分子晶体 分子晶体的特点 哪些物质可以形成分子晶体 分子间通过分子间作用力结合成的晶体 有单个分子存在 化学式就是分子式 熔沸点较低 硬度较小 卤素 氧气 氢气等多数非金属单质 稀有气体 非金属氢化物 多数非金属氧化物等 由非金属元素构成的物质 讨论 CO2和SiO2的一些物理性质 如下表 有很大差异 为什么 熔点 沸点 干冰 CO2 56 2 78 4 SiO2 1723 2230 三 原子晶体1 石英晶体中的硅 氧原子的排列方式 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 不存在 Si原子 氧原子 共价键 构成金刚石的微粒是C原子 每个C原子与另外4个C原子以共价键相连 C原子间以共价键结合成空间网状结构 最小的碳环上有6个C原子且6个C原子不在同一平面 金刚石的基本结构单元是正四面体 三 原子晶体 1 什么叫原子晶体 2 原子晶体的特点 3 哪些物质属于原子晶体 原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体 熔沸点很高 硬度很大 金刚石 单晶硅 碳化硅 二氧化硅等 中学范围内常见的原子晶体 四 金属晶体 1 金属晶体的结构 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体 叫做金属晶体 石墨 石墨为什么很软 石墨的熔沸点为什么很高 石墨为层状结构 各层之间是范德华力结合 容易滑动 所以石墨很软 石墨各层均为平面网状结构 碳原子之间存在很强的共价键 故熔沸点很高 所以 石墨称为混合型晶体 混合型晶体 拓展视野 小结 1 离子晶体 分子晶体 原子晶体结构与性质关系的比较 阴 阳离子 分子 原子 离子键 分子间作用力 共价键 差距大 大 小 较大 较大 小 高 差距大 导电 不导电 不导电 熔融状态导电 晶体类型的判断 一 从组成上判断 仅限于中学范围 凡是由非金属元素 包含零族元素 组成的物质 在固态时除铵盐为离子晶体 金刚石 SiO2 SiC 单晶硅为中学常见原子晶体外 其余物质在中学阶段均可判断为分子晶体 二 从性质上判断 1 熔沸点和硬度 高 原子晶体 中 离子晶体 低 分子晶体 2 熔融状态的导电性 导电 离子晶体 金属晶体 课堂练习题 1 下列各组物质的晶体中 化学键类型相同 晶体类型也相同的是 A SO2和SiO2B CO2和H2OC NaCl和HClD CCl4和KCl2 下列物质的晶体中 不存在分子的是 A 二氧化碳 B 二氧化硫 C 二氧化硅 D 二硫化碳3 下列晶体熔化时 不需要破坏化学键的是 A 金刚石B 干冰C 食盐D 晶体硅 B B C 4 实现下列变化时 需克服相同类型作用力的是 A 水晶和干冰的熔化 B 食盐和冰醋酸熔化 C 液溴和液汞的气化 D 纯碱和烧碱的熔化 D 6 下列各组物质发生状态变化所克服的粒子间作用力属于同种类型的是 A 食盐和蔗糖熔化B 钠和硫熔化C 碘和干冰升华D 二氧化硅和氧化钠熔化 5 判断下列晶体所属的晶体类型 蔗糖 冰 铁 BaSO4 金刚石 冰醋酸 尿素 水晶 Na2O C 7 下列属于分子晶体的一组物质是 A CaO NO COB CCl4 H2O2 HeC CO2 SO2 NaClD CH4 O2 Na2O 8 下列性质符合分子晶体的是 A 熔点1070 易熔于水 水溶液能导电B 熔点是10 31 液体不导电 水溶液能导电C 熔点97 81 质软 能导电 密度是0 97g cm3D 熔点807 熔化时能导电 水溶液也能导电