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1-3-01《同素异形现象、同分异构现象》(1课时)20110315

发布时间:2013-09-21 13:46:17  

湛江师院附中 黄芝康

一、同素异形现象和同素异形体
*** 阅读课文,回答下列问题: 1、什么叫做同素异形现象和同素异形体? 2、金刚石和石墨、氧气和臭氧、白磷和红磷的有哪些相同点?它们的 不同点表现在哪些方面?引起性质不同的根本原因是什么? 3、为什么石墨能导电而金刚石不能导电? 4、试总结形成同素异形体多少种方式? 5、分析下列各组物质,互为同素异形体的有( (A)金刚石和石墨 (B)白磷和红磷 (C)SO3和SO2 (D)O2 和 O3 (E)2H 和 3H (F) C60 和 C72 (G) H2O 和 D2O H H — C— H H H )

H H H

H

(H) H—C—C—C—C—H 和 H—C—C—C—H H H H H H H H

同素异形体
同一种元素形成的不同单质,叫做
这种元素的同素异形体。

例如:金刚石和石墨、白磷和红磷、
氧气和臭氧、斜方硫和单方硫等。

金刚石和石墨

金刚石和石墨的结构

金刚石制品 —— 饰物、割刀、钻头等

石墨用途 —— 润滑剂、电极、铅笔芯等

碳的其它同素异形体——富勒烯

英国科学家在纳米管内部成功地进行 了聚合链合成反应,在实验过程中研究人 员试图获得所谓的富勒球链。 这种世界上最小的试管总长度只有 2 微米,而内径仅为 1. 2纳米,必须通过电 子显微镜才能观察反应过程。这项研究成 果被载入《吉尼斯世界记录大全》一书。

C60

白磷( P4 )和红磷

白磷、红磷、黑磷的平面结构

氧气 (O2) 和 臭氧 (O3)
9月16日是国际保护臭氧层日。这幅由 美国航空航天局提供的影像中,南极上空 的臭氧层空洞就像一个巨大的蓝色水滴。 美国航空航天局的科学家2000年9月8日宣 布,南极上空2000年9月3日的臭氧层空洞 面积达到2830万平方公里。

斜方硫 和 单斜硫

问题思考
1、从已学过的知识,你能总结出形成同素异 形体的方式有多少种? 2、如何证明白磷和红磷等单质是属于同素异 形体?请尽量多地说出你的方法。

小 结
** 同素异形体的形成方式:
1、分子里原子个数不同。 如 :O2和O3 。

2、晶体里原子的排列方式不同。
如:金刚石和石墨。

3、晶体里分子的排列不同。
如:斜方硫和单斜硫。

小 结
** 证明同素异形体的方法:
1、在纯氧中燃烧,可以得到同一种产物。 2、单质间在一定条件下可以互相转化。 如: 白磷 斜方硫 石墨
673K以上

红磷 单斜硫 金刚石

673K以下
368.4K以上 368.4K以下 18000C 以上 70000大气压

1、红磷和白磷在一定条件下可以相互转
化,这一变化属于( BD )

A 物理变化
C 氧化还原反应

B 化学变化
D 非氧化还原反应

2、在下列过程中,发生了化学变化的是( D ),
这些性质分别应用了金刚石和石墨的哪些性质?

A 用金刚石

切割大理石
C 用铅笔写字

B 石墨碳棒导电

D 金刚石燃烧得到CO2

3、能够证明红磷和白磷是同素异形体的 条件是( ) (1)红磷和白磷中含有相同的元素 (2)红磷和白磷燃烧都生成无氧化二磷 (3)红磷和白磷都可以与氯气反应 (4)红磷和白磷在一定条件下可以相互转化 (5)红磷和白磷的着火点不同 A.(1)(4) B.(2)(4) C.(1)(2)(4)(5) D.(1)(2)(3)(4)(5)

【讨论 】
通过学习我们知道物质世界 丰富多彩的一个原因是存在同素 异形现象。
同种元素形成的单质不一定 是同一种物质,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,我们来预 测组成为C4H10可能的分子结构,书写其结构式。

H H H H H C C C C H H H H H
正丁烷

H H H H C C C H H H H C H H
异丁烷

问题1:对比两个模型,分析它们的异同?

共同点:分子式

不同点:结构

同分异构 一、同分异构现象
化合物具有相同的分子式,但具有不 同结构的现象,称做同分异构现象。

二、同分异构体
分子式相同而结构不同的化合物互称 为同分异构体。
问题2:同分异构体间性质有无差异?

同分异构体间的物理性质差异

物质 熔点/℃ 沸点/℃ 液态密度/g· -3 cm

正丁烷 —138.4 —0.5 0.5788

异丁烷 —159.6 —11.7 0.557

结论: 物质的结构决定性质,性质体现结构

C 2H 6O
分子式 C2H6O C2H6O

球棍模 型

结构式
名称 沸点 乙醇 78℃ 二甲醚 —23℃

[练习1] 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 性质 ? 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. 互为同分异构体的两种物质可能含有不 同的元素

思考_有机物种类繁多的原因:
⑴碳原子数不确定:有机物中可含一个 碳原子,也可含成千上万个碳原子。 ⑵成键多样化:碳原子之间可有碳碳单 键、碳碳双键、碳碳叁键,有链状也 可有环状结构。 ⑶同分异构现象大量存在。

[课堂小结]物质世界丰富多彩原因很多: 1.同种元素有不同的核素――同位素;

2.同种元素可以形成不同的单质――同素异形 现象;
3.同种元素可以和不同的元素形成不同的化合 物:氯化钠和氢氧化钠; 4.同种元素可以与其它同种元素形成比例不同 的化合物:氧化钠和过氧化钠; 5.分子式相同的化合物存在同分异构现象。

同位素、同素异形体与同分异构体的比较
同位素 同:质子数相同 异:中子数或质 量数不同 同素异形体 同分异构体 同:分子式相同 异:结构不同 化合物

异同 研究对象 性质差异

同:元素相同 异:结构不同 单质
物理性质

差别 大,化学性质 稍有差别

原子 化学性质几乎 完全相同

物理性质和化 学性质均有较 大差别

常见实例

1H、2H和3H
35Cl和37Cl

金刚石和石墨 O3 和O2 红磷和白磷

正丁烷和异丁烷 二甲醚和乙醚

[练习1]
有下列各组物质: A、水银和汞 B、35Cl和37Cl C、红磷和 白磷 D、金刚石与石墨 E、 氯水和液氯
O
H H C H3C C O H

F、
H3C

C


CH3

B (1)互为同位素的是________ (2)互为同分异构的是________ F (3)互为同素异形体的是________ C、D A (4)属于同一物质的是________

[练习2]
下列化学式中,只表示一种物质的是 ( B ) A. C B. CH4 C. C2H6O D. C4H10

[练习3] 下列各种微粒中:H2O、 H2O2 和D2O ;
H、D和T;12C和 13C ; O3和O2; 乙醇和二甲醚。

属于同位素的是 H、D和T,12C和

13C



属于同素异形体的是

O2和O3




属于同分异构体的是 二甲醚和乙醇

[延伸]
科学家发现铂Pt的两种化合物a和b,两者 的结构式分别为:
NH3
NH3 Cl Pt Cl NH3

Cl

Pt NH3 Cl

(a) (b) a有抗癌作用,而b没有,两者的关系为( B ) A.同一种物质 B.同分异构体 C.同位素 D.同素异形体 E.都不是

实践作业
查阅有关臭氧(O3)资料,了解它的的作用、 对环境污染与臭氧层的保护,通过总结,写一篇读

书笔记 。(提倡个人完成,可以小组合作)


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