同素異形體和同分異構(gòu)體

同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)體2009年哥本哈根氣候大會(huì)低碳生活（low-carbonlife）

——就是指生活作息時(shí)所耗用的能量要盡力減少，從而減低二氧化碳的排放量

碳在地殼中的含量只占0.087%。但含碳元素的單質(zhì)和化合物種類(lèi)卻達(dá)到90%以上。它們?cè)趪?guó)民經(jīng)濟(jì)和我們?nèi)粘Ｉ罾镎加蟹浅Ｖ匾牡匚弧Ｌ迹幕A(chǔ)元素金剛石石墨由碳元素所形成的單質(zhì)有哪些呢？世界上最大的鉆石——庫(kù)利南一號(hào)天然最硬物質(zhì)最軟礦物之一很高（＞3550℃）很高導(dǎo)電不導(dǎo)電裝飾品、切割玻璃、大理石、鉆探機(jī)鉆頭鉛筆芯（2B）電極、潤(rùn)滑劑金剛石與石墨物理性質(zhì)的比較為何金剛石和石墨在硬度和導(dǎo)電性方面有如此大的區(qū)別？結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金剛石的結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)原子間：共價(jià)鍵熔沸點(diǎn)高，硬度大原因?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)石墨的結(jié)構(gòu)原子與原子之間：共價(jià)鍵層與層之間：分子間作用力質(zhì)地比較軟原因熔沸點(diǎn)比較高金剛石是正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力很強(qiáng)石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層間分子間作用力弱，所以層與層之間易滑動(dòng)金剛石和石墨物理性質(zhì)的差異，主要是由于它們晶體中碳原子的成鍵方式和排列方式不同引起的。金剛石石墨[問(wèn)題探究]怎樣用實(shí)驗(yàn)證明金剛石和石墨都由碳元素組成？C+O2===CO2點(diǎn)燃將金剛石和石墨分別放在氧氣中完全燃燒，結(jié)果都同樣生成唯一的產(chǎn)物CO2氣體。[結(jié)論]金剛石和石墨都是由碳元素形成的不同的單質(zhì)。[化學(xué)方程式]金剛石[相互轉(zhuǎn)化]石墨隔絕空氣1000℃

隔絕空氣高溫高壓催化劑石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的條件：2000℃--4000℃

6.06X109–12.12X109PaCr.Fe.Pt等催化劑[討論]金剛石與石墨的相互轉(zhuǎn)化屬于什么變化？金剛石與石墨的相互轉(zhuǎn)化是否屬于氧化還原反應(yīng)？1、同素異形現(xiàn)象同一種元素能形成幾種不同的單質(zhì)的現(xiàn)象2、同素異形體同一種元素形成的幾種不同的單質(zhì)之間的互稱(chēng)

概括總結(jié)3、同素異形體間的相互轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化,但不屬于氧化還原反應(yīng)C60的發(fā)現(xiàn)1985年，科學(xué)家克魯托、斯莫利、柯?tīng)?，通過(guò)激光照射石墨實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)碳新型單質(zhì)C60分子。并在建筑設(shè)計(jì)師富勒設(shè)計(jì)球形建筑的啟發(fā)下，繪制出由20個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形構(gòu)成的“籠狀”分子結(jié)構(gòu)，并把它命名為“富勒烯”，因分子結(jié)構(gòu)形似足球，又稱(chēng)為“足球烯”。1996年三人因此獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。C60的結(jié)構(gòu)隨著研究的深入，一系列碳的“籠狀”的富勒烯被科學(xué)界發(fā)現(xiàn)并制得，其中有C28、C32、C50、C70、C84、C240、C500等。開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新碳“籠狀”分子應(yīng)用研究新領(lǐng)域。C70加進(jìn)各種各樣的金屬，使之具有超導(dǎo)性；將某些藥物置入球體空腔內(nèi)，成為緩釋型的藥物；納米碳管由碳元素所形成的其它單質(zhì)

納米碳管的發(fā)現(xiàn)

1991年，日本科學(xué)家飯島博士

。在對(duì)石墨進(jìn)行電弧放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了有單層、多層石墨卷曲而成的碳納米碳管。納米碳管的發(fā)現(xiàn)也給材料化學(xué)的研究帶來(lái)了新的變革。

應(yīng)用：防彈背心制成碳纖維材料和復(fù)合材料，強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6，科學(xué)家稱(chēng)之為“超級(jí)纖維”；可以在較低的氣壓下存儲(chǔ)大量的氫氣，用這種方法制成的燃料是一種清潔能源，在汽車(chē)工業(yè)上將會(huì)有廣闊的發(fā)展前景；化學(xué)史話1845年瑞士化學(xué)家馬里納，對(duì)純凈的O2進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，獲得了一種新的氣體，并把它叫做臭氧。后來(lái)化學(xué)家拉登堡確定了臭氧的化學(xué)式為O3，并確定其結(jié)構(gòu)。氧氣O2臭氧O3無(wú)色無(wú)味強(qiáng)淡藍(lán)色魚(yú)腥味極強(qiáng)其它常見(jiàn)的同素異形體不穩(wěn)定性：2O3＝3O2臭氧層空洞的擴(kuò)大資料卡美國(guó)宇航局提供的衛(wèi)星圖片2000年2006年1、直接危害人體健康，象皮膚癌、白內(nèi)障、各種傳染病患者會(huì)大幅度增加；臭氧層空洞擴(kuò)大的危害2、對(duì)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)林牧漁業(yè)造成破壞，農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)、品質(zhì)下降，漁業(yè)產(chǎn)量減少，森林覆蓋率減少等等。每年的9月16日為“國(guó)際保護(hù)臭氧層日”你知道嗎？

松樹(shù)林里，空氣往往格外清新，令人呼吸舒暢，原因之一就是松林中常含有微量的臭氧。這些臭氧是松樹(shù)的樹(shù)脂在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的。微量的臭氧不但不臭，反而能使空氣變得清新，特別是對(duì)呼吸道病人的呼吸尤為有益。療養(yǎng)院常常設(shè)在松林中，道理就在這里。

臭氧的用途：（1）氧化劑（2）消毒劑（3）脫色劑（4）抵擋有害射線正四面體鏈狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)密封貯存，少量存于水中密封貯存白磷和紅磷白磷、紅磷完全燃燒都生成五氧化二磷如何證明紅磷和白磷互為同素異形體？

紅磷和白磷在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，這一變化屬于A物理變化B化學(xué)變化C氧化-還原反應(yīng)D非氧化-還原反應(yīng)√√隔絕空氣加熱到260℃紅磷

白磷隔絕空氣加熱到416℃迅速冷卻

白磷主要用于制高純度磷酸紅磷用于制農(nóng)藥、安全火柴，軍事上的煙幕彈和燃燒彈也常以磷為原料磷化學(xué)性質(zhì)較活潑，在自然界中以化合態(tài)形式存在。磷酸鹽礦物動(dòng)物骨骼、腦髓、神經(jīng)組織植物的果實(shí)和幼芽KClO3、MnO2、S紅磷、Sb2S31、金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大的差異的原因是（）A.金剛石不含雜質(zhì)，而石墨含雜質(zhì)B.金剛石是單質(zhì)，而石墨是化合物C.金剛石和石墨里碳原子的排列不同D.金剛石和石墨是由不同元素組成的C2、1985年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的物質(zhì)，其化學(xué)式為C60，下列關(guān)于C60的說(shuō)法正確的是（）A.C60是由60個(gè)碳分子所構(gòu)成B.C60的相對(duì)分子質(zhì)量為720gC.C60是一種新型化合物D.C60是一種單質(zhì)碳D1、判斷下面哪些是同素異形體（）哪些是同位素（）

A.紅磷、白磷B.H2O、D2OC.16O、17O、18OD.金剛石、石墨E.H和DF.H2和D2

[課堂練習(xí)]ADCE2、Na和Na+、16O和18O是同素異形體嗎？為什么？同素異形體與同位素的比較：同一種元素形成的不同單質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的原子單質(zhì)原子1H、2H、3H35Cl、37Cl金剛石、石墨O3、O2,紅磷和白磷彈性硫單斜硫C5H12C5H12(1)(2)(3)觀察與思考下列各組是同素異形體嗎？分子式相同的物質(zhì)一定是同一種物質(zhì)嗎？試寫(xiě)出下列物質(zhì)分子式對(duì)應(yīng)的所有可能的結(jié)構(gòu)式。思考：C4H10C2H6O觀察下圖中兩種有機(jī)物分子的球棍模型，寫(xiě)出它們的結(jié)構(gòu)式，并分析二者間的異同。正丁烷異丁烷CCCCHHHHHHHHHHCCCCHHHHHHHHHH同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)不同C2H6O1、同分異構(gòu)現(xiàn)象分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象2、同分異構(gòu)體分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物之間的互稱(chēng)概括總結(jié)有機(jī)物種類(lèi)繁多的原因？⑴有機(jī)物中可以含一個(gè)碳原子,也可成千上萬(wàn)個(gè)碳原子。⑵碳原子之間可有單鍵、雙鍵、三鍵，也可有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。⑶大量存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。有機(jī)物：含碳化合物（除CO、CO2、碳酸鹽等外）。比較同素異形體、同分異構(gòu)體、同位素三個(gè)概念同種元素組成結(jié)構(gòu)不同分子式相同分子結(jié)構(gòu)不同質(zhì)子數(shù)相同的同種元素中子數(shù)不同單質(zhì)化合物原子有下列各組物質(zhì):A、6C與6CB、金剛石與石墨C、乙醇與二甲醚D、（1）互為同位素的是________（2）互為同素異形體的是________（3）互為同分異構(gòu)體的是________1213CH3CHCH2CH3CH3CH3－C－CH3CH3CH3ABC、D2.下列各種微粒中：H2O、H2O2、D2O、H、D、T、12C、13C、金剛石、石墨、乙醇、甲醚，屬于同位素的是

，屬于同素異形體的是

，屬于同分異構(gòu)體的是

。H、D和T，12C和13C金剛石和石墨甲醚和乙醇3、下列互稱(chēng)為同素異形體的是（）A、HDTB、COCO2C、液氧與氧氣D、O2O3D4、科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心的類(lèi)似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C60。下列說(shuō)法正確的是A、C60是一種新型的化合物B、C60和石墨都是碳的同素異形體C、C60中含離子鍵D、C60的摩爾質(zhì)量是720B5、判斷正確的是A、同素異形現(xiàn)象是物質(zhì)多樣性的一種表現(xiàn)。B、同素異形體之間能夠相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化屬于化