同素异形体和同分异构体

同素异形现象和同分异构体2009年哥本哈根气候大会低碳生活（low-carbonlife）

——就是指生活作息时所耗用的能量要尽力减少，从而减低二氧化碳的排放量

碳在地壳中的含量只占0.087%。但含碳元素的单质和化合物种类却达到90%以上。它们在国民经济和我们日常生活里占有非常重要的地位。碳－－生命的基础元素金刚石石墨由碳元素所形成的单质有哪些呢？世界上最大的钻石——库利南一号天然最硬物质最软矿物之一很高（＞3550℃）很高导电不导电装饰品、切割玻璃、大理石、钻探机钻头铅笔芯（2B）电极、润滑剂金刚石与石墨物理性质的比较为何金刚石和石墨在硬度和导电性方面有如此大的区别？结构决定性质金刚石的结构空间网状结构原子间：共价键熔沸点高，硬度大原因层状结构石墨的结构原子与原子之间：共价键层与层之间：分子间作用力质地比较软原因熔沸点比较高金刚石是正四面体空间网状结构，原子间的作用力很强石墨是层状结构，层间分子间作用力弱，所以层与层之间易滑动金刚石和石墨物理性质的差异，主要是由于它们晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同引起的。金刚石石墨[问题探究]怎样用实验证明金刚石和石墨都由碳元素组成？C+O2===CO2点燃将金刚石和石墨分别放在氧气中完全燃烧，结果都同样生成唯一的产物CO2气体。[结论]金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同的单质。[化学方程式]金刚石[相互转化]石墨隔绝空气1000℃

隔绝空气高温高压催化剂石墨转化为金刚石的条件：2000℃--4000℃

6.06X109–12.12X109PaCr.Fe.Pt等催化剂[讨论]金刚石与石墨的相互转化属于什么变化？金刚石与石墨的相互转化是否属于氧化还原反应？1、同素异形现象同一种元素能形成几种不同的单质的现象2、同素异形体同一种元素形成的几种不同的单质之间的互称

概括总结3、同素异形体间的相互转化属于化学变化,但不属于氧化还原反应C60的发现1985年，科学家克鲁托、斯莫利、柯尔，通过激光照射石墨实验，发现碳新型单质C60分子。并在建筑设计师富勒设计球形建筑的启发下，绘制出由20个正六边形和12个正五边形构成的“笼状”分子结构，并把它命名为“富勒烯”，因分子结构形似足球，又称为“足球烯”。1996年三人因此获诺贝尔化学奖。C60的结构随着研究的深入，一系列碳的“笼状”的富勒烯被科学界发现并制得，其中有C28、C32、C50、C70、C84、C240、C500等。开创了一个全新碳“笼状”分子应用研究新领域。C70加进各种各样的金属，使之具有超导性；将某些药物置入球体空腔内，成为缓释型的药物；纳米碳管由碳元素所形成的其它单质

纳米碳管的发现

1991年，日本科学家饭岛博士

。在对石墨进行电弧放电实验时，发现了有单层、多层石墨卷曲而成的碳纳米碳管。纳米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新的变革。

应用：防弹背心制成碳纤维材料和复合材料，强度为钢的100倍，重量则只有钢的1/6，科学家称之为“超级纤维”；可以在较低的气压下存储大量的氢气，用这种方法制成的燃料是一种清洁能源，在汽车工业上将会有广阔的发展前景；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，并确定其结构。氧气O2臭氧O3无色无味强淡蓝色鱼腥味极强其它常见的同素异形体不稳定性：2O3＝3O2臭氧层空洞的扩大资料卡美国宇航局提供的卫星图片2000年2006年1、直接危害人体健康，象皮肤癌、白内障、各种传染病患者会大幅度增加；臭氧层空洞扩大的危害2、对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农产品减产、品质下降，渔业产量减少，森林覆盖率减少等等。每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”你知道吗？

松树林里，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。疗养院常常设在松林中，道理就在这里。

臭氧的用途：（1）氧化剂（2）消毒剂（3）脱色剂（4）抵挡有害射线正四面体链状复杂结构密封贮存，少量存于水中密封贮存白磷和红磷白磷、红磷完全燃烧都生成五氧化二磷如何证明红磷和白磷互为同素异形体？

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√√隔绝空气加热到260℃红磷

白磷隔绝空气加热到416℃迅速冷却

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、Sb2S31、金刚石和石墨的物理性质有很大的差异的原因是（）A.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C.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C2、1985年，科学家们发现了一种新的物质，其化学式为C60，下列关于C60的说法正确的是（）A.C60是由60个碳分子所构成B.C60的相对分子质量为720gC.C60是一种新型化合物D.C60是一种单质碳D1、判断下面哪些是同素异形体（）哪些是同位素（）

A.红磷、白磷B.H2O、D2OC.16O、17O、18OD.金刚石、石墨E.H和DF.H2和D2

[课堂练习]ADCE2、Na和Na+、16O和18O是同素异形体吗？为什么？同素异形体与同位素的比较：同一种元素形成的不同单质质子数相同、质量数（或中子数）不同的原子单质原子1H、2H、3H35Cl、37Cl金刚石、石墨O3、O2,红磷和白磷弹性硫单斜硫C5H12C5H12(1)(2)(3)观察与思考下列各组是同素异形体吗？分子式相同的物质一定是同一种物质吗？试写出下列物质分子式对应的所有可能的结构式。思考：C4H10C2H6O观察下图中两种有机物分子的球棍模型，写出它们的结构式，并分析二者间的异同。正丁烷异丁烷CCCCHHHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHH同分异构体间的物理性质不同C2H6O1、同分异构现象分子式相同，结构不同的现象2、同分异构体分子式相同而结构不同的化合物之间的互称概括总结有机物种类繁多的原因？⑴有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个碳原子。⑵碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环状结构。⑶大量存在同分异构现象。有机物：含碳化合物（除CO、CO2、碳酸盐等外）。比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念同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不同单质化合物原子有下列各组物质: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________1213CH3CHCH2CH3CH3CH3－C－CH3CH3CH3ABC、D2.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金刚石和石墨甲醚和乙醇3、下列互称为同素异形体的是（）A、HDTB、COCO2C、液氧与氧气D、O2O3D4、科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的是A、C60是一种新型的化合物B、C60和石墨都是碳的同素异形体C、C60中含离子键D、C60的摩尔质量是720B5、判断正确的是A、同素异形现象是物质多样性的一种表现。B、同素异形体之间能够相互转化，这种转化属于化