5.3 从微观结构看物质的多样性 课件2022-2023学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

第三单元 从微观结构看物质的多样性 1.了解同素异形现象并能进行判断 2.了解同分异构现象并能进行判断 3.了解常见的晶体类型并理解不同晶体的结构 石墨 纳米碳管 金刚石 情境引入 交流讨论 在一定条件下，金刚石、石墨在纯氧中完全燃烧均只生成二氧化碳，它们在一定条件下能相互转化，说明它们都是碳元素的单质。金刚石晶体无色透明，有光泽，十分坚硬，可做装饰品，可用于切割玻璃、花岗岩，可做地质和石油勘探的钻头等。石墨呈灰黑色，质地较软，能导电，可做润滑剂和电极等。为什么它们的性质有如此大的差异呢？ 金刚石 金刚石及其结构 结 构 决 定 性 质 石墨 石 墨 及 其 结 构 结 构 决 定 性 质 同素异形现象 一 C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60 同一种元素形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象 1. 概念 单质之间互称为同素异形体 2. 常见同素异形体 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 同素异形现象 一 纳 米 碳 管 纳米碳管可分单层及多层，是由单层、多层同心轴石墨卷曲而成的中空碳管。前后末端类似半圆形，使整个碳管成为一个封闭的结构，纳米碳管也是碳单质的成员之一。纳米碳管强度高且有韧性，重量轻，比表面积大，性能稳定。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。 8 同素异形现象 一 石 墨 烯 同素异形现象 一 1985年，美国得克萨斯州罗斯大学的科学家制造出了新型单质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个正五边形构成的封闭笼状分子，形似足球，又称为“足球烯”。 的发现 C60 足球烯分子的笼状结构，使其他物质有可能引入到该球体内部，如科学家已经尝试在分子中空部位加各种各样的金属，使之具有超导性。 同素异形现象 一 笼状碳分子 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。 11 化学式 颜色 气味 沸点 溶解性 氧气 O2 无色气体 无味 －183℃ 0.030 臭氧 O3 淡蓝色气体 鱼腥味 －112.4℃ >O2 氧元素的不同单质 磷元素的不同单质 白磷 红磷 磷元素的不同单质 2.同素异形体的物理性质差异很大 (2)氧气和臭氧都具有强氧化性，臭氧的氧化性更强。 (1)C + O2 === CO2 点燃 (3)4P + 5 O2　=== 2P2O5 点燃 金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成CO2 白磷、红磷完全燃烧都生成P2O5 同种元素，不同单质，结构不同，化性相似，物性不同 归 纳 提 升 一 3.同素异形体的化学性质相似 1.同素异形体的的结构不同 2.同素异形体的物理性质差异很大 归 纳 提 升 一 3.同素异形体的化学性质相似 1.同素异形体的的结构不同 4.同素异形体之间转化属于化学变化 (2) 3O2　=== 2O3 放电 2O3 === 3O2 氟氯烃 隔绝空气加热到260℃ (3) 白磷 红磷 加热到416℃升华后，冷凝 (1) C(石墨) === C(金刚石) 基础实验 用不同颜色的小球代表碳、氢原子，用塑料棒代表原子间形成的共价键，依据碳、氢原子形成共价键的特征，制作分子式为C4H10的有机化合物的分子结构模型。你可以制作出几种不同的分子结构模型呢？ C C C C H H H H H H H H H H C C C C H H H H H H H H H H 同分异构现象 二 1. 概念 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 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体 分子式 C2H6O C2H6O 沸点 球棍模型 结构式 观察思考 78℃ -23℃ 同分异构现象 二 1. 概念 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 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体 三个相同——分子式相同，同为化合物，相对分子质量相同 (3) 同分异构体的性质差别是由分子结构的差别所决定的 (2) 两个不同——分子结构不同，性质不同 理解 同分异构现象 二 1. 概念 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 分子