同素异形体和同分异构体精选PPT.ppt
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1、关于同素异形体和同分异构体第1页,讲稿共39张,创作于星期日1、同种元素形成的单质一定是同、同种元素形成的单质一定是同一种物质吗一种物质吗??2、种类有限的元素构成数不清的、种类有限的元素构成数不清的物质,你们知道哪种元素形成的物物质,你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗?质种类最多吗?碳生命的基础元素碳生命的基础元素 碳碳在地壳中的含量只占在地壳中的含量只占0.087%。但含碳元素的单质。但含碳元素的单质和化合物达到和化合物达到90%以上。它们在国民经济和我们日常以上。它们在国民经济和我们日常生活里占有非常重要的地位。生活里占有非常重要的地位。第2页,讲稿共39张,创作于星期日世界最大的绿色
2、世界最大的绿色钻石钻石41克拉克拉(8.2克)克)世界最大的有色世界最大的有色钻石钻石407.48克拉(克拉(81.50克)克)(1克拉克拉=200毫克毫克=0.2克克)第3页,讲稿共39张,创作于星期日铅笔(石墨)铅笔(石墨)钻石(金刚石)钻石(金刚石)都都是是碳碳元元素素的的单单质质第4页,讲稿共39张,创作于星期日 1772 1772年拉瓦锡证明金刚石可燃,年拉瓦锡证明金刚石可燃,生成生成COCO2 2,进一步测定后确定金刚石,进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。是由碳组成的单质。1779 1779年舍勒证明石墨可燃,也生年舍勒证明石墨可燃,也生成成COCO2 2,进一步测定后确定石
3、墨是由,进一步测定后确定石墨是由碳组成的单质。碳组成的单质。化学性质是相似的第5页,讲稿共39张,创作于星期日金刚石金刚石石墨石墨组成元素组成元素颜色状态颜色状态硬度硬度熔点熔点导电性导电性用途用途无色透明,有光泽无色透明,有光泽灰黑色,不透明灰黑色,不透明天然最硬物质天然最硬物质 金刚石与石墨的比较:金刚石与石墨的比较:碳元素碳元素铅笔芯铅笔芯 H.B电极电极润滑剂润滑剂装饰品装饰品切割玻璃、大理石切割玻璃、大理石钻探机钻头钻探机钻头导电导电不导电不导电很高很高很高很高最软矿物之一最软矿物之一第6页,讲稿共39张,创作于星期日思考:思考:金刚石和石墨的物理性质为什么不一样?金刚石和石墨的物理
4、性质为什么不一样?(在硬度和导电性方面有很大的差异)(在硬度和导电性方面有很大的差异)第7页,讲稿共39张,创作于星期日 金刚石和石墨金刚石和石墨物理性质物理性质的的差异差异,主要是由于碳原子的,主要是由于碳原子的成键方式和排列方式的不同成键方式和排列方式的不同引起的引起的 金刚石晶体中形成金刚石晶体中形成空间空间网状结构网状结构,原子间的作,原子间的作用力很强。用力很强。石墨是石墨是石墨是石墨是层状结构层状结构层状结构层状结构,层内层内为正六为正六边形的边形的网状结构网状结构,层间层间层间层间分子间分子间分子间分子间作用力弱,所以层与层间易滑动作用力弱,所以层与层间易滑动作用力弱,所以层与层
5、间易滑动作用力弱,所以层与层间易滑动第8页,讲稿共39张,创作于星期日 金刚石与石墨都是由金刚石与石墨都是由同种元素同种元素(C)所形所形成的成的不同的单质不同的单质,这种现象称为?金刚,这种现象称为?金刚石和石墨互称为?石和石墨互称为?第9页,讲稿共39张,创作于星期日同一种元素形成的不同同一种元素形成的不同单质单质。一、同素异形现象一、同素异形现象1、同素异形现象:、同素异形现象:同种元素形成多种不同同种元素形成多种不同单质单质 的现象。的现象。2、同素异形体:、同素异形体:注意:注意:(1)同种元素;)同种元素;(2)不同单质;)不同单质;(3)结构不同。)结构不同。第10页,讲稿共39
6、张,创作于星期日 有没有可能把廉价的石墨有没有可能把廉价的石墨转变为昂贵的金刚石呢?转变为昂贵的金刚石呢?第11页,讲稿共39张,创作于星期日石墨转变为金刚石石墨转变为金刚石 工业上利用高温(工业上利用高温(1273K),高压),高压(5X1068X106kPa)以)以Co或或Ni为催化剂,为催化剂,将石墨转变为金刚石,大量生产人造金刚石。将石墨转变为金刚石,大量生产人造金刚石。人们还利用爆炸产生的压力由石墨制得人们还利用爆炸产生的压力由石墨制得金刚石微晶。金刚石微晶。3、同素异形体间的转换:、同素异形体间的转换:化学变化化学变化第12页,讲稿共39张,创作于星期日 其中其中C60是是60个碳
7、原子形成的个碳原子形成的封闭笼状封闭笼状分子分子,形似足球,故称之为,形似足球,故称之为“足球烯足球烯”)富勒烯:富勒烯:固态碳的第三种结构形式,固态碳的第三种结构形式,三维空心球状结构。三维空心球状结构。(包括(包括C60、C70和纳米和纳米碳管等)碳管等)碳还有其他的同素异形体吗?碳还有其他的同素异形体吗?第13页,讲稿共39张,创作于星期日 C60的发现的发现 1985年,科学家克鲁托、斯莫利、柯尔,年,科学家克鲁托、斯莫利、柯尔,通过通过激光照射石墨实验激光照射石墨实验,发现碳,发现碳新型单质新型单质C60分子分子。并在建筑设计师富勒设计球形建筑的。并在建筑设计师富勒设计球形建筑的启发
8、下,绘制出由启发下,绘制出由20个正六边形和个正六边形和12个正五个正五边形构成的边形构成的“笼状笼状”分子结构,并把它命名分子结构,并把它命名为为“富勒烯富勒烯”,因分子结构形似足球,又称为,因分子结构形似足球,又称为“足球烯足球烯”。1996年三人因此获诺贝尔化学年三人因此获诺贝尔化学奖奖。拓展视野拓展视野1C C6060结构结构第14页,讲稿共39张,创作于星期日碳纳米管碳纳米管的发现的发现 19911991年,日本科学家饭岛博士年,日本科学家饭岛博士 。在对。在对石墨进行电弧放电实石墨进行电弧放电实验验时,发现了有时,发现了有单层、多层单层、多层石墨卷曲而成的石墨卷曲而成的碳纳米碳管碳
9、纳米碳管。纳。纳米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新的变革。米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新的变革。拓展视野拓展视野2 2第15页,讲稿共39张,创作于星期日第16页,讲稿共39张,创作于星期日 其他元素有没有存在同其他元素有没有存在同素异形体?素异形体?如:如:O2和和O3,红磷和白磷等。,红磷和白磷等。第17页,讲稿共39张,创作于星期日臭氧与氧气的性质对比臭氧与氧气的性质对比氧气氧气 臭氧臭氧元素组成元素组成分子式分子式通常状态通常状态气味气味化学性质化学性质分子结构:分子结构:相互转化相互转化氧元素氧元素O2O3无色气体无色气体淡蓝色气体淡蓝色气体无味无味有鱼腥味有鱼腥味氧化性
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