专题5 第三单元 从微观结构看物质的多样性-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册教师用书word（苏教版）
第三单元 从微观结构看物质的多样性
1.以同素异形现象、同分异构现象为例，认识物质的多样性与微观结构有关。 2.认识物质的结构决定物质的性质，性质的特点体现了结构的特点。 3.利用结构模型，研究物质的微观结构。 |
知识点一 同素异形现象
1.概念
（1）同素异形现象
同一种元素能够形成几种不同的 单质 ，这种现象称为同素异形现象。
（2）同素异形体
同一元素能够形成不同的单质，这些单质之间互称为该元素的同素异形体。
2.常见的同素异形体
（1）碳元素的同素异形体
单质 | 结构特征 | 结构模型 | 物理性质 | 主要用途 |
金刚石 | 晶体中每个碳原子与相邻的 4 个碳原子以 共价 键结合，形成空间网状结构 |
| 无色透明、硬度 大 、熔点 高 、不溶于任何溶剂 | 做装饰品、用于 切割玻璃 、做钻头等 |
石墨 | 晶体为层状结构，层内碳原子间以 共价 键结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面 网状 结构，层间存在分子间作用力 |
| 呈灰黑色，质软、能导电，熔点 高 ，不溶于任何溶剂 | 做 润滑剂 、电极、铅笔芯等 |
单质 | 结构特征 | 结构模型 | 物理性质 | 主要用途 |
C60 | 由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球， |
| C60为棕黑色固体，为半导体，较易溶于有机溶剂，熔点较 低 | 应用于超导体、材料科学 领域 |
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| 人们又称它为“ 足球烯 ” |
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石墨烯 | 由碳原子构成的 二维层状 结构 |
| 有优异的光学、电学、力学特性 | 在材料学、能源、生物医学等方面具有广泛的应用前景，是目前最理想的 纳米 材料之一 |
（2）氧元素的同素异形体
单质 | O2 | O3 |
性质 | 无色无味气体 | 淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强 |
结构 | 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 | |
相互转化 | 3O2 | |
（3）磷元素的同素异形体
单质 | 白磷（P4） | 红磷 |
性质 | 蜡状固体，有剧毒，在空气中能自燃，应保存在冷水中 | 红棕色固体，在空气中能稳定存在，在加热或点燃时也能燃烧 |
结构 | 白磷分子和红磷分子中磷原子的个数和磷原子的成键方式不同 | |
1.最近科学家开发出被称为第五种形态的固体碳，这种新的碳结构称为纳米泡沫碳，它的外形类似海绵，密度极小，并且有磁性；纳米泡沫碳与金刚石之间是什么关系？
提示：二者互为同素异形体。
2.同素异形体之间物理性质和化学性质是否相同？同素异形体之间的相互转化是化学变化还是物理变化？
提示：物理性质不同，化学性质可能相似；化学变化。
1.同素异形体的组成
（1）同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。
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（2）互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的，构成它们的原子的核电荷数相同，中子数可以相同，也可以不相同。
2.产生同素异形现象的原因
（1）组成分子的原子个数不同。如氧气（O2）和臭氧（O3）。
（2）晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。
3.同素异形体的性质
由于分子组成或晶体结构不同，同素异形体的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质相似。如金刚石硬度很大，不能导电，而石墨硬度较小，层与层之间能滑动，导电性能好；但两者化学性质相似（与O2反应、具有还原性等）。
4.常见同素异形体
在常见的非金属元素中，C、O、P、S等元素的单质有多种同素异形体。斜方硫S8为环状结构，如图
，每个S8分子中有8个S—S键。白磷的分子式为P4，为正四面体结构，如图
，每个P4分子中有6个P—P键。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）同种元素可以形成形态和性质不同的单质。（ √ ）
（2）同素异形体之所以性质不同，是因为它们的内部结构不同。（ √ ）
（3）红磷和白磷在氧气中燃烧都生成五氧化二磷，所以它们是同一种物质。（ × ）
（4）O2和O3互为同素异形体，3O2
2O3属于化学变化。（ √ ）
（5）12C、14C与C60互为同素异形体。（ × ）
（6）同素异形体的物理性质、化学性质均相同。（ × ）
2.下列叙述正确的是（ ）
A.由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物
B.金刚石和石墨具有相似的化学性质
C.金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应
D.C60是新发现的一种碳的化合物
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