同素异形现象1
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高一化学同素异形现象
问题2
同素异形体之间性质有何异同？
物理性质有较大差异 化学性质基本相同
金刚石与石墨物理性质比较
金刚石
原子结构 颜色状态 硬度 熔点
+6 2 4
石墨
无色透明，光彩夺目， 黑色，有金属光泽，不 正八面体晶体 透明，细鳞片状固体
天然、硬物质
最软矿物之一
很高 不导电
很高 导电
导电性
金刚石、石墨的用途：
金刚石晶体结构示意图
C原子
正四面体结构单元
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） 其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形 似足球，故称之为“足球烯”）
C60
金刚石
石墨
问题4：同素异形体之间可以相互转 化吗？
• 若可以，那么这种相互转化是物理 变化还是化学变化？
3、据报道，科学家已经成功合成少量O4， 有关O4的说法正确的是（ ） A、O4的摩尔质量是64
C
B、O4与O2性质相同
C、O4与O2互为同素异形体
D、相同质量的O4与O2所含有的原子个数 比为4：3
作业：
课本P24，第 5、7 题
直の着面前近乎忘却咯自我/完全沉浸在这副自由空灵の世界中の马开/叶静云摇摇头/也不知道马开确定什么情况/她们也不打扰马开/就这样在身后跟着马开/也感受着滴地の这片纯净/壹路而去/见识咯太多の虔诚者/它们壹路膜拜而去/有些人已经跪の膝盖流血咯/可它们却依旧面色平静/壹步壹叩 继续跪拜而去/这确定壹种无言の信仰/马开无法想象/这千里多の距离/它们跪拜而去要何其艰难/"人生活到这种地步/真の确定无憾咯/"叶静云喃喃自语道/太过震撼咯/这种虔诚确定它们无法想象の/要确定当年红尘囡圣の岁月还能理
同素异形体和同分异构体概述
很硬 很高 不导电
装饰品 切割玻璃、大理石 钻探机钻头
较软 很高 导电
铅笔芯 H.B 电极 坩埚
用途
【问题探究】
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。
构成金刚石的微粒 是 原子，每个C 原子与另外 个C 原子以 相连，C 原子间结合成空间 网状结构。
D、O2 O3
C、液氧与氧气
4、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 B 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720
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） 其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状 分子，形似足球，故称之为“足球烯”）
C60
C70
碳纳米管
一、同素异形现象和同素异形体
（1）同素异形现象——同一种元素形成几 种不同的单质的现象。 （2）同素异形体——同一种元素形成的多 种单质的互称，叫做该元素的同素异形体。
同一元素形成的不 同素异形体 同单质 同分异构体 相同分子式，不 同结构的化合物
O2 、 O3
化合物
正丁烷、异丁烷
1、有下列各组物质: A 6C与 6 C
B、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚 D、 CH3 CH
3
13
12
CH3CHCH2CH3
CH3 －C－CH3 CH3
ห้องสมุดไป่ตู้
（1）互为同位素的是________ A （2）互为同素异形体的是________ B （3）互为同分异构体的是________ C、D
同素异形体同素异形现象
氧的同素异形体
如氧气（O2）、臭氧（O3）等， 它们具有不同的分子组成和性质。
同素异形现象的影响因素
温度和压力
化学反应条件
温度和压力的变化可以影响元素的晶 体结构和原子排列方式，从而形成不 同的同素异形体。
不同的化学反应条件可能导致同一元素形成 不同的同素异形体。例如，碳在高温高压下 形成金刚石，而在低温低压下形成石墨。
元素的电子构型
元素的电子构型决定了其成键方式和 晶体结构，进而影响同素异形体的形 成。
04 同素异形体与同素异形现 象的关系
同素异形体间的转化涉及原子或分子结构的改 变，如碳的同素异形体石墨和金刚石，其结构不 同导致物理性质差异。
能量变化
转化过程中往往伴随着能量的吸收或释放，如氧 气和臭氧之间的转化需要特定的能量条件。
同素异形体同素异形现象
目 录
• 引言 • 同素异形体概述 • 同素异形现象及其表现 • 同素异形体与同素异形现象的关系 • 同素异形体与同素异形现象的应用 • 研究展望与未来挑战
01 引言
定义与背景
01
02
03
同素异形体定义
由相同元素组成，但具有 不同物理或化学性质的单 质。
同素异形体现象
同一种元素可以形成多种 不同的单质，这些单质在 结构、性质等方面存在差 异。
05
06
推动化学、物理、材料科学等多学科的交 叉融合与发展。
02 同素异形体概述
同素异形体的定义
同素异形体是指由相同元素组成，但 具有不同晶体结构或原子排列方式的 物质。
这些物质在化学性质上相似，但由于 结构差异，物理性质（如密度、硬度 、熔点等）可能存在显著差异。
同素异形体的分类
碳的同素异形体
如氧气（O2）、臭氧（O3）等， 它们具有不同的分子组成和性质。
同素异形现象的影响因素
温度和压力
化学反应条件
温度和压力的变化可以影响元素的晶 体结构和原子排列方式，从而形成不 同的同素异形体。
不同的化学反应条件可能导致同一元素形成 不同的同素异形体。例如，碳在高温高压下 形成金刚石，而在低温低压下形成石墨。
元素的电子构型
元素的电子构型决定了其成键方式和 晶体结构，进而影响同素异形体的形 成。
04 同素异形体与同素异形现 象的关系
同素异形体间的转化涉及原子或分子结构的改 变，如碳的同素异形体石墨和金刚石，其结构不 同导致物理性质差异。
能量变化
转化过程中往往伴随着能量的吸收或释放，如氧 气和臭氧之间的转化需要特定的能量条件。
同素异形体同素异形现象
目 录
• 引言 • 同素异形体概述 • 同素异形现象及其表现 • 同素异形体与同素异形现象的关系 • 同素异形体与同素异形现象的应用 • 研究展望与未来挑战
01 引言
定义与背景
01
02
03
同素异形体定义
由相同元素组成，但具有 不同物理或化学性质的单 质。
同素异形体现象
同一种元素可以形成多种 不同的单质，这些单质在 结构、性质等方面存在差 异。
05
06
推动化学、物理、材料科学等多学科的交 叉融合与发展。
02 同素异形体概述
同素异形体的定义
同素异形体是指由相同元素组成，但 具有不同晶体结构或原子排列方式的 物质。
这些物质在化学性质上相似，但由于 结构差异，物理性质（如密度、硬度 、熔点等）可能存在显著差异。
同素异形体的分类
碳的同素异形体
同素异形体
第三单元
从微观结构看物质的多样性
同素异形现象
感受生活
金刚石
石墨
金刚石
石
墨
性大的绿色钻石 41克拉 （8.2克）
世界最大的有色钻石 407.48克拉（81.50克）
(1克拉=200毫克=0.2克)
金刚石与石墨的比较
金刚石 石墨
无色透明，光彩夺 深灰黑色，有金属光泽， 颜色状态 目，正八面体晶体 不透明，细鳞片状固体
实例(2)氧元素的不同单质
[问题与讨论]
氧气、臭氧
1、你知道全球三大环境问题分别是什么吗？
臭氧破坏 地球气候变暖 生物物种急剧减少
2、臭氧层是如何形成的？为什么臭氧层能够阻挡 紫外线？ 3、臭氧与氧气的性质有何不同？它们之间有什么关 系？它们能否相互转化？
4、保护臭氧层的措施?
[阅读资料]
臭氧是地球的天然保护伞
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。
[练 习]
(A) Na和Na+ (C) H2和D2
A. H2O 和D2O
1、下列各组物质中，互为同素异形体的是（ D ） (B) 16O和18O (D) 金刚石和石墨
2、同素异形体： 同一种元素形成的几种不同单质 ，互称为 该元素的同素异形体。 [注意] ①同种元素 ②不同单质 ③结构不同
实例(1)
碳元素的不同单质
金刚石、石墨、无定形碳、 C60（足球烯）、C70 、
纳米碳管等
[相互转化] 金刚石
隔绝空气 1000℃
隔绝空气 高温高压催化剂
石墨
石墨转化为金刚石的条件：
从微观结构看物质的多样性
同素异形现象
感受生活
金刚石
石墨
金刚石
石
墨
性大的绿色钻石 41克拉 （8.2克）
世界最大的有色钻石 407.48克拉（81.50克）
(1克拉=200毫克=0.2克)
金刚石与石墨的比较
金刚石 石墨
无色透明，光彩夺 深灰黑色，有金属光泽， 颜色状态 目，正八面体晶体 不透明，细鳞片状固体
实例(2)氧元素的不同单质
[问题与讨论]
氧气、臭氧
1、你知道全球三大环境问题分别是什么吗？
臭氧破坏 地球气候变暖 生物物种急剧减少
2、臭氧层是如何形成的？为什么臭氧层能够阻挡 紫外线？ 3、臭氧与氧气的性质有何不同？它们之间有什么关 系？它们能否相互转化？
4、保护臭氧层的措施?
[阅读资料]
臭氧是地球的天然保护伞
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。
[练 习]
(A) Na和Na+ (C) H2和D2
A. H2O 和D2O
1、下列各组物质中，互为同素异形体的是（ D ） (B) 16O和18O (D) 金刚石和石墨
2、同素异形体： 同一种元素形成的几种不同单质 ，互称为 该元素的同素异形体。 [注意] ①同种元素 ②不同单质 ③结构不同
实例(1)
碳元素的不同单质
金刚石、石墨、无定形碳、 C60（足球烯）、C70 、
纳米碳管等
[相互转化] 金刚石
隔绝空气 1000℃
隔绝空气 高温高压催化剂
石墨
石墨转化为金刚石的条件：
同素异形体 同分异构体
(2)O2、O3的化学性质有差异。O3的氧化性更强。
[讨论 ]
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?
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。
H H H H H C C C C H H H H H
石 墨 的 结 构
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。
拓展视野1
C60的发现
1985年，美国得克萨斯州罗斯大学的科学家制造出了碳新型单质 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，因分子结构形似 足球，又称为“足球烯”。 足球烯分子笼状结构具有向外开放的面，而内部却是空的，这就 有可能将其他物质引入到该球体内部。例如科学家已经尝试着在这些 中空的物质中加各种各样的金属，使之具有超导性。
同分异构体间的物理性质差异
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 液态密度/g· cm-3
正丁烷 -138.4 -0.5 0.5788
异丁烷 -159.6 -11.7 0.557
结论： 物理性质不同，化学性质可能相似或不同。
C 2H 6O
分子式 球棍模型
C2H6O
C2H6O
结构式 名称 沸点 乙醇 78 ℃ 二甲醚 －23℃
2. 关于同分异构体的叙述正确的是 B
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
同素异形体同分异构体
例子
碳的同素异形体包括 石墨、金刚石和富勒 烯等。
磷的同素异形体包括 白磷和红磷等。
氧的同素异形体包括 臭氧和氧气等。
性质
同素异形体通常具有不同的物理性质，如颜色、 熔点、沸点、硬度等。
同素异形体之间可以相互转化，但转化需要一定 的能量或条件。
同素异形体的稳定性取决于其结构，结构越稳定， 其稳定性越高。
乙醇和二甲醚也是同分异构体，它们 的分子式都是C2H6O，但结构不同。
性质
同分异构体的性质可能存在差异，因为它们的原子排列和连接方式不同， 导致分子间的相互作用和化学键的强度不同。
同分异构体的物理性质，如熔点、沸点、密度和溶解度等，可能存在差异。
同分异构体的化学性质也可能存在差异，因为它们在化学反应中的活性和 反应速率可能不同。
同素异形体同分异构体
目录
• 同素异形体 • 同分异构体 • 同素异形体与同分异构体的关系 • 化学中的同素异形体同分异构体 • 同素异形体同分异构体的应用
01 同素异形体
定义
同素异形体是指由同一种元素组成的不同单质。
同素异形体是化学元素的一种同素异形现象，其特点在于结构不同导致性质不同。
同素异形体之间可以通过化学反应相互转化。
03 同素异形体与同分异构体 的关系
区别
1 2 3
形成方式不同
同素异形体是由同一种元素组成的不同单质，而 同分异构体是由同一种化学式组成的不同化合物。
性质差异
同素异形体的物理性质和化学性质往往存在显著 差异，而同分异构体的物理性质和化学性质则可 能较为相似。
转化条件不同
同素异形体之间的转化通常需要外界条件的改变， 如温度、压力等，而同分异构体之间的转化则可 能通过化学反应实现。
高中化学 1.3.1同素异形现象教案 苏教版必修2
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 ]【教学目标】1、从同素异形现象认识物质的多样性2、从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构不同而导致的同素异形现象【教材处理】1、以生活中熟悉的两种碳的同素异形体——金刚石和石墨性质的“异”、“同”点为切入点，从“同素”和“异形”两个角度帮助学生认识同素异形现象和同素异形体。
帮助学生从微观结构角度认识两种晶体中碳元素原子间的结合方式，作用力和空间排列方式的不同，认识它们性质不同的原因。
同时，通过介绍现代科学研究中的热点：C60和碳纳米管等知识来拓展学生的视野，增长学生的知识点。
2、运用电脑图片，向学生展示“足球烯”、“纳米碳管”等碳的不同单质。
3、用三维空间结构模型，学习金刚石、石墨的结构知识。
【教学重点】以金刚石、石墨为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象【教学难点】金刚石、石墨、和纳米管道的结构【教学过程】[引入]人类已发现的元素仅百余种，可它们却能形成数千万种不同的物质。
这是什么原因呢？[思考]金刚石和石墨都是C单质，为什么它们的物理性质却有很大的区别？[展示]金刚石与石墨的图片和视频资料，让同学们从视觉上感受差异性。
[归纳] 同素异形体定义：。
强调：实例：。
[讲述] 构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；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，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。
[列表比较][思考] 为什么金刚石和石墨在硬度和导电性有差异？[介绍] 明星分子“足球烯”[思考] 足球烯结构和金刚石、始末、纳米管道有何不同1、。
2、。
3、。
[设问] Na和Na+是同素异形体吗？[讲述] 除了C元素有同素异形体外，O、S、P元素也有同素异形现象[小结][板书设计]一、同素异形现象1.同素异形体：2.强调：①同种元素②不同结构（性质不同）③可以相互转化3.实例：①金刚石与石墨②氧气与臭氧③红磷与白磷[课后练习]1、下列各组中互为同位素的是( )，互为同素异形体的是( )A.O2和O3B.11H和21H C.H2O和H2O2 D.O2－和O2、最近医学界通过用放射性14C标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病（AIDS），则有关14C的叙述正确的是 ( ) （A）与C60中普通碳原子的化学性质不同（B）与14N含的中子数相同（C）是C60的同素异形体（D）与12C互为同位素3、1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境科学家。
同素异形现象
①氧气与臭氧的物理性质比较： 化学 式 氧气 臭氧 O2 O3 颜色 （气态） 无色 淡蓝色 气味 无味 鱼腥味 沸点 ℃ －183 －112.4 溶解性 0.030 >O2
②氧气与臭氧的分子结构：
资料卡 自然界90％的臭氧集中在离地面15～50 km的 大气平流层中，它是由氧气吸收太阳紫外线辐射而 生成的。臭氧层能使地球上的生物免受太阳光中紫 外线的伤害，是“生命卫士”。近年来的测量结果 表明，臭氧层开始变薄，甚至出现空洞。2000年， 南极上空的臭氧层空洞面积达2．8×107km2，相当 于澳大利亚国土面积的4倍。关于引起臭氧层被破 坏的原因有多种解释，但一般认为氟氯烃(氟利昂， 广泛用于制冷剂和发泡剂等)的大量使用和喷气式 飞机、火箭、导弹将大量废气排放到高空，加速了 臭氧分解。保护高空臭氧层，是科学家研究的重要 课题。
资料卡 臭氧具有极强的氧化性，Ag、Hg等在空气或氧 气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。 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，臭氧还可以杀死许多细菌， 因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。 空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液 循环，令人产生爽快和振奋的感觉，但当空气中臭 氧的含量超过10－5 %（体积分数）时，就会对人体、 动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。
C60
结 同素异形体性质不同的原因： 论： 微观结构不同。
碳元素的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ素异形体有： 金刚石、石墨、C60 、碳纳米管等。
（1）Na和Na+是同素异形体吗？
（2）Fe2O3和Fe3O4是同素异形体吗？
（3）1H和2H是同素异形体吗？
同素异形体与同位素的比较：
同素异形体 定义 研究对象 常见实例
②氧气与臭氧的分子结构：
资料卡 自然界90％的臭氧集中在离地面15～50 km的 大气平流层中，它是由氧气吸收太阳紫外线辐射而 生成的。臭氧层能使地球上的生物免受太阳光中紫 外线的伤害，是“生命卫士”。近年来的测量结果 表明，臭氧层开始变薄，甚至出现空洞。2000年， 南极上空的臭氧层空洞面积达2．8×107km2，相当 于澳大利亚国土面积的4倍。关于引起臭氧层被破 坏的原因有多种解释，但一般认为氟氯烃(氟利昂， 广泛用于制冷剂和发泡剂等)的大量使用和喷气式 飞机、火箭、导弹将大量废气排放到高空，加速了 臭氧分解。保护高空臭氧层，是科学家研究的重要 课题。
资料卡 臭氧具有极强的氧化性，Ag、Hg等在空气或氧 气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。 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，臭氧还可以杀死许多细菌， 因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。 空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液 循环，令人产生爽快和振奋的感觉，但当空气中臭 氧的含量超过10－5 %（体积分数）时，就会对人体、 动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。
C60
结 同素异形体性质不同的原因： 论： 微观结构不同。
碳元素的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ素异形体有： 金刚石、石墨、C60 、碳纳米管等。
（1）Na和Na+是同素异形体吗？
（2）Fe2O3和Fe3O4是同素异形体吗？
（3）1H和2H是同素异形体吗？
同素异形体与同位素的比较：
同素异形体 定义 研究对象 常见实例
同素异形体1
为什么雷雨之后，当漫步街头田野， 会感到空气格外的清新？
当空气中O3含量超过10-5%(体积分数) 时，就会对人体、动植物及其他露置物质造 成极大危害,强烈刺激人的呼吸系统,造成人的 神经中毒，破坏人体的免疫机能。这就是说 当O3浓度较高时,它就成了一种大气污染物。
为什么在复印机、激光打印机等能产生 高压静电的环境中，要注意通风？
研究臭氧层被破坏问题的三位化学家。 大气中的臭氧层可滤掉大量的紫外线， 保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2) 可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用， 据统计，一个氟氯烃分子可以破坏数万 个臭氧分子。
有关反应为：
O3
光
O2+O
O3＋Cl＝O2＋ClO O＋ClO＝Cl＋O2 ①写出以上3个化学反应的净结果： 2O3
p20拓展视野
白磷 颜色状态 毒性 在空气中的稳 定性 在氧气中的 燃烧产物 红磷
白色蜡状固体 剧毒 40℃能自燃
红棕色粉末 无毒 常温下稳定
P2O5
P2O5
臭 氧
利：
臭氧的用途
漂白剂、 消毒剂、脱色剂 ——利用其强氧化性
利：
空气中微量O3(10-5%以内)对人体健康 有益，因为它能杀菌消毒，刺激中枢神经, 加速血液循环，令人产生爽快振奋之感。 疗养院常设在空气新鲜宜人的松林里, 因其中含微量O3，是由松林这种针叶树的 树脂在被O2氧化的过程中产生的。
同素异形体
同一种 元素 形成的性质不同的单质。 碳元素还有其它同素异形体吗？
1970年，日本科学家小泽预言，自 然界中碳元素还应该有第三种同素异形体 存在。经过世界上各国科学家15年的不懈 努力和艰苦探索，终于在1985年由美国德 克萨斯州罗斯大学的科学家们在激光气化 石墨实验中，首次发现含有60个碳原子的 原子簇命名为C60 。
化学课件-苏教版-化学必修2《同素异形现象和同分异构现象》(一)
(C )
A．CH3—CH2—CH3 和 CH3—CH2—CH2—CH3
B．NO 和 CO
C．CH3—CH2OH 和 CH3—O—CH3 D．红磷和白磷
解析 首先对比各组物质的分子式，只有 C 项中
分子式相同，CH3CH2OH 和 CH3OCH3 中原子排列 顺序不同，二者互为同分异构体。
7．下列说法正确的是
B．化学变化
C．氧化还原反应 D．分解反应
解析 红磷和白磷是不同的物质，二者之间的转化
属于化学变化；又因为它们都为单质，在转化过程
中没有化合价的变化，属于非氧化还原反应。
4．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
(C ) A．碳纳米管和 C60 都是单质 B．碳纳米管和金刚石互为同素异形体 C．碳纳米管和石墨的结构和性质都相同 D．碳纳米管也能在氧气中燃烧生成二氧化碳 解析 碳纳米管和 C60 都是碳的单质，互为同分异构 体，故它们的结构不同，性质也有差异。
9．下列各组物质属于同系物的是__________，属于 同分异构体的是____________，属于同素异形体的 是____________，属于同位素的是____________， 属于同一种物质的是_________________________ __________________________________________。
D．14C 与 12C 互为同位素 解析 14C 是碳元素的一种原子，与其他原子的性质
相同，A 项错误；14C 的中子数为 8,14N 的中子数为 7，
二者的中子数不同，B 项错误；14C 和 12C 的质子数
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臭氧与氧气的性质对比
O2 无色无味气体 -2180C -1830 C 不易溶于水 强氧化性 S + O2 === SO2
点燃 点燃
色,态,味 熔点 沸点 溶解度 化学 性质 用途 相互转化
O3 淡蓝色有鱼腥味气体 -2510C 112, -112,40C 比O2易溶于水 极强氧化性
△或高温或催化剂
36523652-36970C 很高 导电 导热性,润滑性, 导热性,润滑性, 不溶于通常的溶剂 电极,润滑剂, 电极,润滑剂, 铅笔芯, 铅笔芯,坩埚 点燃 C + O2 === CO2
金刚石
1000℃ 隔绝空气 1000℃ 隔绝空气 高温高压催化剂
石墨
[问题1] 问题1] Na和 Na和Na+,16O和18O是同素异形体吗? 和 是同素异形体吗 为什么? 为什么? [问题2] 问题2] 除了碳元素有同素异形体外, 除了碳元素有同素异形体外,你知道还 有什么元素也存在同素异形现象? 有什么元素也存在同素异形现象? 除了碳元素外,在常见的元素中,还有氧, 除了碳元素外,在常见的元素中,还有氧, 磷等元素也存在同素异形现象. 硫,磷等元素也存在同素异形现象. 如:O2和O3,红磷和白磷等
实例(2)氧元素的不同单质 实例(2)氧元素的不同单质 (2)
[问题与讨论] 问题与讨论]
氧气,臭氧 氧气,
你知道全球三大环境问题分别是什么吗? 1,你知道全球三大环境问题分别是什么吗?
臭氧破坏 地球气候变暖 生物物种急剧减少
2,臭氧层是如何形成的?为什么臭氧层能够阻挡 臭氧层是如何形成的? 紫外线? 紫外线? 臭氧与氧气的性质有何不同? 3,臭氧与氧气的性质有何不同?它们之间有什么关 它们能否相互转化? 系?它们能否相互转化?
2O3 === 3O2
2CO + O2 === 2CO2 3O2 === 2O3 呼吸, 呼吸,燃烧等 3O2
放电 △或高温或催化剂 放电
漂白性
杀菌消毒
脱色剂, 脱色剂,消毒剂 2O3
[结论] 结论]
臭氧与氧气都是由氧元素形成的不同的单质. 臭氧与氧气都是由氧元素形成的不同的单质. 它们性质上的差异是由臭氧分子和氧气分子 中氧原子的个数和氧原子的成键方式不同造 成的. 成的. 它们互为同素异形体, 它们互为同素异形体,在一定条件下可以相互 同素异形体 转化. 转化
[课堂小结] 课堂小结]
一,同素异形现象 1,同素异形现象 同一种元素形成几种不同单质的现象. 同一种元素形成几种不同单质的现象. 元素形成几种不同单质的现象 2,同素异形体 同一种元素形成的不同的单质. 同一种元素形成的不同的单质. 种元素形成的不同的单质 金刚石,石墨,无定形碳, 金刚石,石墨,无定形碳, 实例(1) (1)碳元素的不同单质 实例(1)碳元素的不同单质 足球烯, 足球烯,C70 ,纳米碳管等 氧气, 氧气,臭氧 实例(2) (2)氧元素的不同单质 实例(2)氧元素的不同单质 红磷, 红磷,白磷 实例(3) (3)磷元素的不同单质 实例(3)磷元素的不同单质 同素异形体的化学性质相似,物理性质不同. 3,同素异形体的化学性质相似,物理性质不同. 同素异形体之间可以相互转化 可以相互转化. 4,同素异形体之间可以相互转化
剧毒 不溶于水,易溶于CS 不溶于水,易溶于CS2 40OC
在空气中易自燃
红磷
暗红色粉末 无毒 不溶于水,也不溶于CS2 不溶于水,也不溶于CS 240OC
常温下,在空气中稳定存在 常温下,
4P + 5O2 === 2P2O5
密封贮存, 密封贮存,少量保存于冷水中
4P + 5O2 === 2P2O5 密封贮存 链状复杂结构 红磷
[练 习]
1,下列各组物质中,互为同素异形体的是( D ) 下列各组物质中,互为同素异形体的是( (A) Na和Na+ 和 (C) H2和D2
A. H2O 和D2O D. O2 和 O3
(B) 16O和18O 和 (D) 金刚石和石墨
B. H 和 D E. 金刚石和石墨
2,下列物质或微粒中,互为同素异形体的是 ( DE ) ,下列物质或微粒中,
[问题探究一] 问题探究一]
怎样用实验证明金刚石和石墨的 组成? 组成?
将金刚石和石墨分别放在氧气中完全燃 结果都同样生成唯一的产物CO 气体. 烧,结果都同样生成唯一的产物CO2气体. [化学方程式] C + O2 === CO2 化学方程式] [结论] 结论] 金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同的单质. 金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同的单质.
同素异形体与同位素的比较
同素异形体 定义 研究对象 常见实例 同一种元素形成的 O2 , O3
同位素 质子数相同,中子数 质子数相同, 不同的同一元素的不 同核素(或不同原子) 同核素(或不同原子) 核素或原子
1H,2H,3H , , 35Cl,37Cl ,
白磷和红磷的比较 名称 白磷 白色或黄色蜡状固体 颜色状态 白色或黄色蜡状固体 毒性 溶解性 着火点 化学性质 保存方法 用途 分子结构 相互转化
金刚石,石墨,无定形碳, 金刚石,石墨,无定形碳, 足球烯), ),C C60(足球烯),C70 , 纳米碳管等
[相互转化 相互转化] 相互转化 金刚石
1000℃ 隔绝空气 1000℃ 隔绝空气 高温高压催化剂
石墨
石墨转化为金刚石的条件: 石墨转化为金刚石的条件: 2000℃ 4000℃ 2000℃ -- 4000℃ 6.06X109– 12.12X109 Pa Cr.Fe.Pt等催化剂 Cr.Fe.Pt等催化剂 [讨论] 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?
保护臭氧层的措施? 4,保护臭氧层的措施?
[阅读资料] 阅读资料]
臭氧是地球的天然保护伞
自然界中臭氧主要集中于离地面15 50km 自然界中臭氧主要集中于离地面15—50km的大气 15 50km的大气 平流层中,称为臭氧层.臭氧层中臭氧含量很少, 平流层中,称为臭氧层.臭氧层中臭氧含量很少, 却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射 吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射, 却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射,因 臭氧层却似过滤器一般,阻挡了紫外线, 此,臭氧层却似过滤器一般,阻挡了紫外线,给 地球送来了有益于万物生长的光和热, 地球送来了有益于万物生长的光和热,使地球和 生物免招灾难,减少了呼吸道疾病,白内障, 生物免招灾难,减少了呼吸道疾病,白内障,皮 肤病,肿瘤等的发病率. 肤病,肿瘤等的发病率.所以臭氧是一个天然保 护伞,是名符其实的"生命卫士" 护伞,是名符其实的"生命卫士".
金刚石与石墨的比较 金刚石与石墨的比较
金刚石 颜色状态 硬度 密度 熔点 导电性 其他性质 用途 化学性质 相互转化 无色透明,光彩夺目, 无色透明,光彩夺目, 正八面体晶体 天然的最硬矿物 3,51g/cm3 很高 〉35500C 不导电 不导热, 不导热, 不溶于通常的溶剂 装饰品,钻探机钻头, 装饰品,钻探机钻头, 切割玻璃,大理石 切割玻璃, 石墨 深灰黑色,有金属光泽, 深灰黑色,有金属光泽, 不透明, 不透明,细鳞片状固体 较软 2,25g/cm3
C60(足球烯) 足球烯) 足球烯
C70
纳米碳管
我们通常把碳元素形成多种单质的这种现象 称为同素异形现象 把金刚石,石墨和C 同素异形现象, 称为同素异形现象,把金刚石,石墨和C60等 互称为碳元素的同素异形体. 互称为碳元素的同素异形体.
一,同素异形现象
1,同素异形现象
同一种元素形成几种不同单质的现象. 同一种元素形成几种不同单质的现象. 元素形成几种不同单质的现象 2,同素异形体 同一种元素形成的不同的单质. 种元素形成的不同的单质 同一种元素形成的不同的单质. 注意] [注意] ①同种元素 实例(1) 实例(1) 碳元素的不同单质 ②不同单质 ③结构不同
金 刚 石 石 墨
金刚石是正四面体空 间网状结构, 间网状结构,原子间 的作用力很强
石墨是层状结构,层间 石墨是层状结构, 分子间作用力弱, 分子间作用力弱,所以 层与层之间易滑动
富勒烯:固态碳的第三种结构形式, 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) 三维空心球状结构(包括C60, 和纳米碳管等) 其中C 60个碳原子形成的封闭笼状分子 个碳原子形成的封闭笼状分子, 其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子,形 似足球, 称之为"足球烯" 似足球,故 称之为"足球烯"
点燃
制高纯度磷酸,烟幕弹和燃烧弹 制农药, 制高纯度磷酸 烟幕弹和燃烧弹 制农药,安全火柴
正四面体 白磷
隔绝空气加热到260 隔绝空气加热到260℃ 260℃ 隔绝空气加热到416℃ 隔绝空气加热到416℃升华后迅速冷却 416℃升华后迅速冷却
红磷,Sb2S3
KClO3,MnO2, S
一个白磷分子中有
[学生练习] 学生练习] A 1,判断下面哪些是同素异形体 ( D) 哪些是同位素 (C ) A.红磷,白磷 B.H20,D2O .红磷, . , C.16O,17O,18O D.金刚石,石墨 . , , .金刚石,
近年来,科学家发现一种新分子, 2,近年来,科学家发现一种新分子,具有空心 类似足球状的结构,其化学式为C 类似足球状的结构,其化学式为C60.下列说法中 正确的是 ( BC ) A.C60是一种新型化合物 B. C60分子内只含共价键 C. C60在纯氧中燃烧后只生成唯一的产物 2 在纯氧中燃烧后只生成唯一的产物CO D. C60的摩尔质量为720 的摩尔质量为720
第三单元 从微观结构看物质的多样性
同素异形现象
金刚石
石墨
金刚石,石墨的用途: 金刚石,石墨的用途:
金刚石与石墨的比较