同素异形现象-优质公开课

1、 思考：思考：我们知道人类已经我们知道人类已经 发现的元素只有一百多种，发现的元素只有一百多种， 一百多种的元素是怎么样一百多种的元素是怎么样 形成数千万种不同的物质形成数千万种不同的物质 的呢？的呢？ 一、一、同素异形现象和同素异形体同素异形现象和同素异形体 （1）同素异形现象）同素异形现象一种元素形成几一种元素形成几 种单质的现象叫做同素异形现象。种单质的现象叫做同素异形现象。 （2）同素异形体）同素异形体由同一种元素形由同一种元素形 成成 的多种单质，叫做这种元素的同素异形体。的多种单质，叫做这种元素的同素异形体。 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 白磷白磷 红磷红磷 氧气氧气O2 臭氧臭

2、氧O3 活性炭活性炭 石墨石墨 碳 的 一 家 金刚石金刚石 世界上最大的钻世界上最大的钻 石石 库利南一号库利南一号 在电车顶上的两根导在电车顶上的两根导 电杆跟电线接触处分别装电杆跟电线接触处分别装 上一块石墨制成的滑块，上一块石墨制成的滑块， 以保证行驶时供电。为什以保证行驶时供电。为什 么要选用石墨来制滑块？么要选用石墨来制滑块？ 石墨具有润滑、导电性质石墨具有润滑、导电性质 石墨石墨 颜色状态颜色状态 硬度硬度 导电性导电性 用途用途 石石 墨墨 灰黑色不透明固体灰黑色不透明固体 最软矿物之一最软矿物之一 导电导电 铅笔芯铅笔芯 H.B 电极、润滑剂电极、润滑剂 金刚石金刚石 颜色状

3、态颜色状态 硬度硬度 导电性导电性 用途用途 无色透明晶体无色透明晶体 最硬的天然物质最硬的天然物质 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 石墨石墨 灰黑色不透明固体灰黑色不透明固体 最软矿物之一最软矿物之一 导电导电 铅笔芯铅笔芯 H.B 电极、润滑剂电极、润滑剂 石石 墨墨 金刚石金刚石 判断下列物质或微粒是否互称同素异形体判断下列物质或微粒是否互称同素异形体： A. H2O 和D2O B. H 和 D C. H2 和 D2 D. O2 和 O3 E. 金刚石和石墨 由同一种元素形成的多种单质互由同一种元素形成的多种单质互 称为称为同素异形体同

4、素异形体 同 异 同一种元素 原子间不同结合 方式(结构不同） 金刚石的结构金刚石的结构 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？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？ 结构决定性质结构决定性质 构成金刚石的微粒是构成金刚石的微粒是C C原子，每个原子，每个C C原原 子与另外子与另外4 4个个C C原子以共价键相连，原子以共价键相连，C C 原子间以共价键结合成空间网状结构，原子间以共价键结合成空间网状结构， 最小的碳环上有最小的碳环上有6 6个个C C原子且原子且6 6个个C C原子原子 不在同一平面。金刚石的基本结构单不在同一平面。金刚石的基本结构单 元

5、是正四面体。元是正四面体。 石墨的结构石墨的结构 构成石墨的微粒是构成石墨的微粒是C C原子，原子，C C原子以共原子以共 价键相连，在石墨的每一层，每个价键相连，在石墨的每一层，每个C C原原 子与周围子与周围3 3个个C C原子以共价键相连，排原子以共价键相连，排 列成平面六边列成平面六边形形，无数平面六边，无数平面六边形形形形 成平面网状结构，石墨的不同层之间成平面网状结构，石墨的不同层之间 存在分子间作用力。存在分子间作用力。 C60的结构的结构 C C60 60是 是6060个碳原子形成的封闭笼状个碳原子形成的封闭笼状 分子，是一个由分子，是一个由2020个正六边形和个正六边形和 1

6、212个正五边形构成的削角二十面个正五边形构成的削角二十面 体。形似足球，人们又称它为体。形似足球，人们又称它为 “足球烯足球烯”。 碳纳米管碳纳米管 还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由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为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆 柱状柱状“笼形管笼形管”。它非常微小，。它非常微小，5 5万个并万个并 排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是 长度和

7、直径之比很高的纤维。长度和直径之比很高的纤维。 对比同素异形体和同位素 同位素同位素指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子原子。 强调是强调是原子间原子间的互称，如的互称，如 11H、 21H 、31H 。 同素异形体同素异形体是由同一种元素形成的几种性质不同的是由同一种元素形成的几种性质不同的单质单质。 强调是特定物质强调是特定物质 单质间单质间的互称，如的互称，如O2和和O3， 金刚石金刚石 和和石墨石墨等。等。 对比同素异形体和同位素 同位素同位素指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子原子。 强调

8、是强调是原子间原子间的互称，如的互称，如 11H、 21H 、31H 。 同素异形体同素异形体是由同一种元素形成的几种性质不同的是由同一种元素形成的几种性质不同的单质单质。 强调是特定物质强调是特定物质 单质间单质间的互称，如的互称，如O2和和O3， 金刚石金刚石 和和石墨石墨等。等。 O3O2 色、嗅、态色、嗅、态 溶解度溶解度(水中水中) 氧化性氧化性 转化转化 通常为一有特殊通常为一有特殊 臭味的淡蓝色气体臭味的淡蓝色气体 通常为一无色通常为一无色 无气味的气体无气味的气体 大大小小 氧化性比氧气更强 有强氧化性 二、氧气与臭氧性质对比二、氧气与臭氧性质对比 O2 = O3 放电放电 2

9、O3 = 3O2 氟氯烃氟氯烃 高压电机和复印机在工作高压电机和复印机在工作 时，也会产生臭氧。因此，时，也会产生臭氧。因此， 这些地方要注意通风，保这些地方要注意通风，保 持空气流通。持空气流通。 2、臭氧的用途、臭氧的用途 臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的 强烈氧化作用会褪色，臭氧可以杀死许多细菌，因强烈氧化作用会褪色，臭氧可以杀死许多细菌，因 此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。 臭氧发生器 臭氧空气除味机臭氧空气除味机 3 3、臭氧的用途：、臭氧的用途： （1 1）、氧化剂）、氧化剂 （2 2）、消毒剂）、

10、消毒剂 （3 3）、脱色剂）、脱色剂 （4 4）、抵挡有害射线）、抵挡有害射线 你知道吗？你知道吗？ 松树林松树林里，空气往往格外清新，令人呼吸舒畅，原因之里，空气往往格外清新，令人呼吸舒畅，原因之 一就是松林中常含有微量的臭氧。这些臭氧是松树的树脂在一就是松林中常含有微量的臭氧。这些臭氧是松树的树脂在 氧化过程中产生的。微量的臭氧不但不臭，反而能使空气变氧化过程中产生的。微量的臭氧不但不臭，反而能使空气变 得清新，特别是对呼吸道病人的呼吸尤为有益。疗养院常常得清新，特别是对呼吸道病人的呼吸尤为有益。疗养院常常 设在松林中，道理就在这里。设在松林中，道理就在这里。 三、白磷和红磷的比较三、白磷

11、和红磷的比较 正四面体正四面体链状复杂结构链状复杂结构 密封贮存，少量存于水中密封贮存，少量存于水中 密封贮存密封贮存 红磷和白磷在一定条件下可以相 互转化，这一变化属于 A 物理变化 B 化学变化 C 氧化-还原反应 D 非氧化-还原反应 红磷 白磷 （隔绝空气） 升华后冷却C416 C260 红磷 P 白磷白磷 白磷主要用于制高纯度磷酸 红磷用于制农药、安全火柴 军事上的烟幕弹和燃烧弹 也常以磷为原料 磷化学性质较活 泼，在自然界中以化 合态形式存在。 磷酸盐矿物 动物骨骼、脑髓、神经组织 植物的果实和幼芽 KClO3、MnO2、 S 红磷、Sb2S3 1、金刚石和石墨的物理性质有很大的、金刚石和石墨的物理性质有很大的 差异的原因是（差异的原因是（ ） A.金刚石不含杂质，而石墨含杂质金刚石不含杂质，而石墨含杂质 B.金刚石是单质，而石墨是化合物金刚石是单质，而石墨是化合物 C. 金刚石和石墨里碳原子的排列不同金刚石和石墨里碳原子的排列不同 D.金刚石和石墨是由不同元素组成的金刚石和石墨是由不同元素组成的 C 2、