同素异形和异构现象.
同素异形现象、同分异构现象
思考_有机物种类繁多的原因：
⑴碳原子最外层有4个电子，可与其他原子形成4 个共价键，碳原子之间可形成4个共价键。
（2）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。
（3）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。
（4）同分异构现象大量存在。
2、由同种元素组成的物质不可能是（ B ）
A、单质
B、化合物
C、纯净物 D、混合物
问题5:
每个C能形成几个共价键？每个H能形成几个
思共考价键4:?C原子之间的连接方式有几种?
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。
HHHH HCC CCH
HHHH
思考1
100多种元素
单质、化合物
? 几千万种物质
同素异形现象
同分异构现象
一、同素异形现象
同素异形现象
同一种元素形成几种不同单质的现象。
同素异形体
同一种元素形成几种不同的单质互称为 该元素的同素异形体。
金刚石 石墨
性质各异
足球烯C60
富勒烯C28、C32、 C50、C70
结构不同
纳米碳管
金刚石、石墨的用途
正丁烷
HHH
HCC CH HH HCH H
异丁烷
问题6:对比两个模型,分析它们的异同?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。
四、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。
同分异构体间的物理性质差异
物质
正丁烷
异丁烷
分子式相同，结构 不同的化合物
化合物 正丁烷和异丁烷 二甲醚和乙醇
同素异形体和同分异构体概述
很硬 很高 不导电
装饰品 切割玻璃、大理石 钻探机钻头
较软 很高 导电
铅笔芯 H.B 电极 坩埚
用途
【问题探究】
为何金刚石和石墨在硬度和导电 性方面有很大的差异？
主要是由于碳原子的成键方式和排 列方式的不同引起的。
构成金刚石的微粒 是 原子，每个C 原子与另外 个C 原子以 相连，C 原子间结合成空间 网状结构。
D、O2 O3
C、液氧与氧气
4、科学家研制得一种新的分子，它具有空心 的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正 确的是 B A、C60是一种新型的化合物 B、C60和石墨都是碳的同素异形体 C、C60中含离子键 D、C60的摩尔质量是720
富勒烯：固态碳的第三种结构形式，
三维空心球状结构。 （包括C60、C70和纳 米碳管等） 其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状 分子，形似足球，故称之为“足球烯”）
C60
C70
碳纳米管
一、同素异形现象和同素异形体
（1）同素异形现象——同一种元素形成几 种不同的单质的现象。 （2）同素异形体——同一种元素形成的多 种单质的互称，叫做该元素的同素异形体。
同一元素形成的不 同素异形体 同单质 同分异构体 相同分子式，不 同结构的化合物
O2 、 O3
化合物
正丁烷、异丁烷
1、有下列各组物质: A 6C与 6 C
B、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚 D、 CH3 CH
3
13
12
CH3CHCH2CH3
CH3 －C－CH3 CH3
ห้องสมุดไป่ตู้
（1）互为同位素的是________ A （2）互为同素异形体的是________ B （3）互为同分异构体的是________ C、D
同素异形现象、同分异构现象PPT课件
特殊臭味淡蓝色气体
强氧化性、不 S+O2==SO2 稳定性、漂白、 点燃 2CO+O2==2CO2 杀菌消毒
用途
呼吸、燃烧等 脱色剂、消毒剂
臭氧洞的 扩大
3O2 == 2O3
放电
实例： （3）磷元素的不同单质 ①红磷与白磷的物理性质比较：
②磷的同素异形体的结构：
3。同素异形体的化学性质基本相同
•同素异形体： 同一种元素形成的几种不同单质 ，互
称为该元素的同素异形体。
金刚石、石墨的用途：
思考：金刚石和石墨的物理性质为什么不一样？
问题探究二
物理性质 硬度 熔沸点 导电性 金刚石 很大 很高 不导点 石墨 较软 很高 能导电
为何金刚石和石墨在硬度和导电性 方面有很大的差异？
主要是由于碳原子排列结构 的不同引起的
金刚石和石墨物理性质的差异，主 要是由于碳原子排列结构的不同引起的
金刚石是正四面体 空间网状结构，原 子间的作用力很强
石墨是层状结构，层 间分子间作用力弱， 所以层与层间易滑动
观察下图中丁烷的球棍模型思考碳链 的形式和每个碳原子连结其他碳原子、氢 原子的数目两方面比较它们的不同
二、同分异构现象
分子式 球棍模型
C4H10
C4H10
结构式
名称 沸点
正丁烷 －0.5 ℃异丁烷 －11.7℃来自C 2H 6O 实例：
分子式
球棍模型
C2H6O
C2H6O
结构式 名称 沸点 乙醇 78 ℃ 二甲醚 －23℃
有机物种类繁多的原因 ⑴有机物中可以含一个碳原子,也可以 含多个甚至成千上万个碳原子。 ⑵每个碳原子之间结合的方式可有单 键、双键、三键，也可有环状结构。 ⑶大量存在同分异构现象。
同素异形体同分异构体
例子
碳的同素异形体包括 石墨、金刚石和富勒 烯等。
磷的同素异形体包括 白磷和红磷等。
氧的同素异形体包括 臭氧和氧气等。
性质
同素异形体通常具有不同的物理性质，如颜色、 熔点、沸点、硬度等。
同素异形体之间可以相互转化，但转化需要一定 的能量或条件。
同素异形体的稳定性取决于其结构，结构越稳定， 其稳定性越高。
乙醇和二甲醚也是同分异构体，它们 的分子式都是C2H6O，但结构不同。
性质
同分异构体的性质可能存在差异，因为它们的原子排列和连接方式不同， 导致分子间的相互作用和化学键的强度不同。
同分异构体的物理性质，如熔点、沸点、密度和溶解度等，可能存在差异。
同分异构体的化学性质也可能存在差异，因为它们在化学反应中的活性和 反应速率可能不同。
同素异形体同分异构体
目录
• 同素异形体 • 同分异构体 • 同素异形体与同分异构体的关系 • 化学中的同素异形体同分异构体 • 同素异形体同分异构体的应用
01 同素异形体
定义
同素异形体是指由同一种元素组成的不同单质。
同素异形体是化学元素的一种同素异形现象，其特点在于结构不同导致性质不同。
同素异形体之间可以通过化学反应相互转化。
03 同素异形体与同分异构体 的关系
区别
1 2 3
形成方式不同
同素异形体是由同一种元素组成的不同单质，而 同分异构体是由同一种化学式组成的不同化合物。
性质差异
同素异形体的物理性质和化学性质往往存在显著 差异，而同分异构体的物理性质和化学性质则可 能较为相似。
转化条件不同
同素异形体之间的转化通常需要外界条件的改变， 如温度、压力等，而同分异构体之间的转化则可 能通过化学反应实现。
高中化学：从微观结构看物质的多样性
一、同素异形现象、同素异形体（1）概念：一种元素形成几种单质的现象，叫同素异形现象。
（2）表现：同素异形现象表现为一种元素具有几种单质，这几种单质都是这种元素的同素异形体.（3）同素异形体的性质：①构成同素异形体的原子数目和成键方式都不同，所以表现出的物理性质有很大的差别。
如氧气和臭氧：氧气是无色、无味的气体，而臭氧是淡蓝色有鱼腥味的气体；②同素异形体在一定条件下能互相转化，这是化学变化，如氧气转化为臭氧，石墨转化为金刚石，红磷转化为白磷等等。
（4）常见的同素异形体：①碳元素的同素异形体：金刚石、石墨和富勒烯（包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管等）都是碳元素的重要单质；②氧元素的同素异形体：氧气和臭氧都是氧元素的单质；③磷元素的同素异形体：磷元素可以形成多种单质，白磷和红磷是磷元素常见的两种单质④硫元素的同素异形体：硫元素可以形成多种单质，S2、S4、S6、S8等，S6和S8是硫元素常见的同素异形体。
特别说明：同素异形体是一种元素形成的不同单质，既不是由相同元素组成的不同化合物，也不是同种元素形成的几种原子，更不是形态不同的同一物质。
例如：①都由碳氧两种元素组成的CO和CO2；②都由SiO2组成的石英和水晶；③都由氢元素形成的三种原子氕、氘，氚等；④气态氢和液态氢，二氧化碳和干冰；⑤冰和水等都不是同素异形体。
例1、以下各组物质中互为同素异形体的是（）A. 金刚石与石墨B. 氕、氘和氚C. 二氧化碳和干冰D. 石灰石和生石灰【解析】A 点拨：本题主要考查同素异形体的概念以及对同素异形体的理解，同素异形体是同一元素形成的不同单质，为单质，应该与同一物质、同位素和同分异构体区分开来。
金刚石和石墨是碳元素的两种不同单质，A选项正确；氕、氘和氚是氢元素的三种不同原子，不是氢元素的单质，故B选项错误：二氧化碳和干冰是同一物质，故C选项错误；石灰石的主要成分为碳酸钙，生石灰的主要成分为氧化钙，是两种不同的化合物，故D选项错误。
同位素,同素异形体,同分异构体,同系物的概念
同位素的表示符号同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子质量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。
同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数，例如碳14，一般用14C而不用C14。
自然界中许多元素都有同位素。
同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。
同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同（如：化学反应和离子的形成），物理性质有差异[主要表现在质量上（如：熔点和沸点）]。
自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。
同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子（核素）称为同位素。
在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。
大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。
同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。
同素异形体，是相同元素组成，不同形态的单质。
如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素异形体。
同素异形体由于结构不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似。
同分异构体：化学上，同分异构体是一种有相同化学式，有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。
简单地说，化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
很多同分异构体有相似的性质。
同系物定义化学上，我们把结构相似，组成上相差1个或者若干个某种原子团的化合物互称为同系物。
多用于有机化合物。
旧定义（在比较旧的化学书上可能存在这个概念）化学上，我们把结构、化学性质、通式相似，组成上相差1个或者若干个CH2原子团(系差)具有相同官能团的化合物统称为同系物。
烷烃中的甲烷、乙烷、丁烷等，他们相差n个CH2，互为同系物。
又比如（假设存在，只是为了说明）CH2O、C2H4O2、C3H6O3，他们相差n个CH2O，也互为同系物。
同素异形现象和同分异构现象PPT教学课件
＝0.01mol碳原子，即
0.01×6.02×1023＝6.02×1021个碳原子，B项错误；有机物通常
指含碳元素的化合物，而石墨烯是由碳原子构成的单质，C项
错误；石墨烯是由石墨剥离而成，即是石墨中的一层，碳原子
间以共价键结合，D项正确。 答案 D
互动训练1 下列叙述中，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
特别提示 ①C60、C70等这种形式的单质碳，称为富勒 烯，这一类物质的分子组成可以表示为Cn(n为28到540之间的 整数值)，在这些分子中，碳原子与另外三个碳原子形成两个 单键和一个双键。
②因为臭氧具有极强的氧化性，它在灭菌消毒品中名列榜 首，成就了它的四大功用：灭菌、氧化、脱色、除味。
3．同分异构体的特点 (1)分子式相同，相对分子质量相同。但相对分子质量相同的 化合物不一定是同分异构体，因为相对分子质量相同时分子式不 一定相同，如CO和乙烯(C2H4)的相对分子质量都是28，但由于它 们的分子式不相同，它们不是同分异构体。同分异构体的最简式 (分子组成中原子的最简整数比的表达式，如C4H10的最简式为 C2H5)相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，因为最 简式相同时分子式不一定相同，如乙烯和环己烷(C6H12)的最简式 都是CH2，但它们的分子式不相同，它们不是同分异构体。
2.同素异形体的特点 (1)组成元素相同，所属物质类型相同(单质)，在相同条件 下燃烧所得产物也相同。如红磷和白磷在氧气中充分燃烧产物 都是五氧化二磷。
(2)性质不同主要是指物理性质不同，化学反应活性有差 异。性质不同的根本原因是原子的成键方式和排列方式或组成 不同。如：金刚石是空间网状结构，每个碳原子以共价键结合 4个碳原子，而石墨是层状结构，每个碳原子以共价键结合3个 碳原子，各层间碳原子是以分子间作用力结合。氧气和臭氧分 子分别由2个和3个氧原子组成，且氧原子的成键方式不同，O3 的氧化性比O2的强。
同素异形体、同分异构体
④CH3 CH CH CH3和CH3 C CH2 CH3
CH3
CH3
（1）互为同位素的是__②____，
（2）互为同素异形体的是__①_____,
（3）互为同分异构体的是__③___④___。
--
-
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------------------------------------------------ --
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- ------------------------------ -
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-- ---------------
-
- --
- --
足球烯(C60)
一、同素异形现象、同素异形体
1、同素异形现象： 同种元素形成不同单质 的现象。
2、同素异形体：同种元素形成几种不同单 质互称。如金刚石、石墨和富勒烯都是碳元 素的同素异形体；氧气和臭氧是氧元素的同 素异形体；红磷和白磷是磷元素的同素异形 体；斜方硫和单斜硫是硫元素的同素异形体。
3、几种常见同素异形球烯
物 色、态 理 性 结构 质 熔点
硬度
导电性
化学性质
差异原因
无色透 明固体
灰黑色固体 灰黑色固体
空间网状 平面网状 封闭笼状
很高
很低
很低
很大
很小
很小
不导电
导电
不导电
相似 碳原子的成键方式和排列不同
金刚石
石墨
- --------------- --------------- - ---------------------------------------------- -
高中化学备课参考 同素异形现象和同分异构现象
密度gcm 3
导电性 用途
3.51
2.25
不ห้องสมุดไป่ตู้电
导电
做饰品，做钻探床 制作电板、铅笔芯、润滑剂等
的钻头，切割玻璃、 大理石
硬度
最大
很软
转化
石墨
金刚石
二、同分异构现象
1.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.同分异构现象是有机物种类繁多原 因之一.
2.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.
O3
O2
有特殊臭氧味淡蓝色 无色无味气体
深蓝色
紫黑色 -112.4ºC -251 ºC
-183°C -218 ºC
臭氧比氧气更活泼 3
O22O3
（2）金刚石和石墨的比较 金刚石
石墨
颜色、状态
无色透明的正八面 深非色有色金属光泽而不透明的
形状
细磷片状固体
熔点 沸点
3550 ºC 4827 ºC
3652 ºC -3697 ºC（升华） 4827 ºC
34.969 × 75.77% + 36.966 × 24.23% = 35.453
元素的近似原子量：
35 × 75.77% + 37 × 24.23% = 35.48 解析：元素的原子量是按各种天然同位素的原子量及子个数所占的一定百分比算出的平
均值. 即：= A·a% + B·b% + C·c% + …
同素异形现象和同分异构现象
一、同素异形现象
1.同素异形体现象定义
同一种元素能够形成几种不同单质的现象.这些单质称为该元素的同素异形体. 2.常见的同素异形体
金刚石、石墨、C60是碳元素的同素异形体；O2和O3是氧元素的同素异形体：白磷和红磷
同素异形+同分异构+不同类型的晶体
二甲醚 C2H6O 乙醇
名称 分子式 结构 物质类别
正丁烷 C4H10 不同 化合物
异丁烷
性质异同
名称
沸点：-0.5℃
乙醇
沸点：-11.7℃
二甲醚
分子式 结构 物质类别
性质异同
C2H6O
不同
化合物
沸点：78℃
沸点：-23℃
（3）将下列物质进行分类 ①12C和13C ②O2和O3 ③金刚石和石墨 ④CO2和干冰 ⑤CH3CH2CH2CH3和 ⑥CH3CH2NO2 和H2NCH2COOH
1772年拉瓦锡证明金刚石可燃， 生成CO2，进一步测定后确定金刚石
是由碳组成的单质。
1779年舍勒证明石墨可燃，也生
成CO2，进一步测定后确定石墨是由
碳组成的单质。
1799年法国科学家摩尔沃将一
颗金刚石转变为石墨。
1955年美国科学家霍尔在 1650℃、95000个大气压下用石
墨合成了金刚石。
金 刚 石
互为同位素的是（ 互为同素异形体的是（ 互为同分异构体的是（ 互为同种物质的是（
①
） 原子 ②、③ ） 单质 ⑤、⑥ ） 化合物 ） ④
三、不同类型的晶体 知道晶体的分类；举例比较不同类型晶体的 构成微粒和微粒间作用力，能区分晶体类型； 金 刚 石 分子晶体 作 用 力 分子间作用力 CO2 分子 离子晶体 离子键 原子晶体 共价键
B. SiCl4是分子晶体
C. NaCl熔沸点较高
D. Si3N4是分子晶体
(6)判断：分子晶体中一定不存在共价键 分子晶体中一定存在共价键
×
× ×
离子晶体中一定不存在共价键
微粒
Na+和Cl阴阳离子
同素异形和异构现象
辨一辨
• （1） Na和Na+都是由同一种元素组成，他 们是同素异形体吗？为什么？
（2） Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同， 他们是同素异形体吗？为什么？ （3）1H和2H是同素异形体吗？ 同素异形体与同位素存在什么样的差异呢?
•
同素异形体与同位素比较：
同素异形体 概念 研究对象 常见实例
[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 NH3
Cl Pt Cl NH3
Cl
（a） (b) B） a有抗癌作用，而b没有，两者的关系为（ 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
2、下列互称为同素异形体的是（ D ）
A、 H D T B、CO CO2
C、液氧与氧气
D、O2
O3
[练习4]下列化学式中，只表示一种物质的是( B )
A. C B.CH4 C.C2H6O D.C4H10
A、B、C 3、判断正确的是 A、同素异形现象是物质多样性的一种表现。 B、同素异形体之间能够相互转化，这种转化属于化 学变化 C、同素异形体之间的差别根本上在于其微观结构上的 差异，具体表现为原子排列方式不同、原子数目不 同、成键情况不同。 D、金刚石和石墨是由同一种元素形成的，实质上是同 一种物质。 E、只含有一种元素的物质一定是纯净物
1772年拉瓦锡证明金刚石可燃，生成CO2，进一 步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。 1779年舍勒证明石墨可燃，也生成CO2，进一步 测定后确定石墨是由碳组成的单质。 1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。 1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气 压下用石墨合成了金刚石。
高考化学同素异形现象 同分异构现象
第三单元从微观结构看物质的多样性第1课时同素异形现象同分异构现象一、同素异形现象1．同素异形现象和同素异形体(1)同一种元素能够形成几种不同的单质的现象叫做同素异形现象。
(2)同一种元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。
2．常见的同素异形体(1)碳的同素异形体(2)氧的同素异形体(3)磷的同素异形体对同素异形体的理解(1)组成元素：只含有一种元素。
(2)物质类别：互为同素异形体的只能是单质。
(3)性质关系：同素异形体之间的物理性质有差异，但化学性质相似。
(4)相互转化：同素异形体之间的转化属于化学变化，因为转化过程中有化学键的断裂与形成。
(5)同素异形体之间的转化既有单质参加，又有单质生成，但由于没有涉及化合价的变化，一般认为这种转化属于非氧化还原反应。
例1意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。
N4分子结构如图所示，下列说法正确的是()A．N4属于一种新型化合物B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的摩尔质量为56D．N4与N2互为同素异形体考点同素异形现象题点同素异形体的相关综合答案 D解析N4是一种单质，与N2互为同素异形体，二者之间的转化属于化学变化，N4的摩尔质量为56 g·mol－1。
例2下列关于碳元素的同素异形体的叙述正确的是()A．碳元素形成的各种单质称为碳元素的同素异形体B．碳元素的同素异形体结构虽然不同，但性质差别不大C．碳元素的同素异形体性质不同，其用途相同D．碳元素的同素异形体只有金刚石、石墨和C60考点同素异形现象题点碳的同素异形体答案 A解析碳元素形成的不同单质原子间的排列方式不同，物理性质差别较大，化学性质相似，用途不同，如金刚石和石墨；金刚石、石墨和C60只是三种主要的碳单质。
二、同分异构现象1．同分异构现象和同分异构体(1)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。
(2)分子式相同而结构不同的化合物，互称为同分异构体。
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1772年拉瓦锡证明金刚石可燃，生成CO2，进一 步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。 1779年舍勒证明石墨可燃，也生成CO2，进一步 测定后确定石墨是由碳组成的单质。 1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。 1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气 压下用石墨合成了金刚石。
臭氧空洞的扩大
2O3 催化剂 3O 2
实例3：
红磷：红棕色固体，空气中能稳定存在。 白磷：蜡状固体，有剧毒，空气中自燃。 应保存在冷水中。
白磷
隔绝空气加热到260℃
加热到416℃升华后，冷凝
点燃
红磷
4P+5O2==2P2O5
实例4：
硫的同素异形体 斜方硫（S8 在95.5℃以下稳定存在）
加热
单斜硫（S8 在95.5℃以上稳定存在）
辨一辨
• （1） Na和Na+都是由同一种元素组成，他 们是同素异形体吗？为什么？ （2） Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同， 他们是同素异形体吗？为什么？
•
（3）1H和2H是同素异形体吗？ 同素异形体与同位素存在什么样的差异呢?
同素异形体与同位素比较：
同素异形体 概念 研究对象
常见实例
C5H12
动手并思考: 制作C4H10可能的结构模型
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。
①氧气与臭氧的物理性质比较： 化学 式 氧气 臭氧 O2 O3 颜色 （气态） 无色 淡蓝色 气味 无味 鱼腥味 沸点 ℃ －183 －112.4 溶解性 0.030 >O2
②氧气与臭氧的分子结构：
臭氧氧化性极强
氧气和臭氧分子中氧原子的个数和氧原子的成 键方式不同造成了臭氧和氧气性质的差异
资料卡 臭氧具有极强的氧化性，Ag、Hg等在空气或氧 气中不易被氧化的金属，可以与臭氧发生反应。 臭氧可用于漂白和消毒。某些染料受到臭氧的 强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死许多细菌， 因此，它是一种很好的脱色剂和消毒剂。 空气中的微量臭氧能刺激中枢神经，加速血液 循环，令人产生爽快和振奋的感觉，但当空气中臭 氧的含量超过10－5 %（体积分数）时，就会对人体、 动植物，以及其他暴露在空气中的物质造成危害。
同一种元素形 成的不同单质
同位素
质子数相同、中 子数不同的原子
单质
金刚石、石墨 O 3 、 O2 等
原子
1 H 、 2 H 、 3H
12C、14C
等
同种元素形成的单质一定是同一种物质吗? 只含有一种元素的物质一定是纯净物吗？
小试身手
判断下面哪些是同素异形体 哪些是同位素 A.足球烯、纳米碳管 C.16O、17O、18O E. H 和 D （ AD ） （ CE ） B.H2O、D2O D.金刚石、石墨 F.H2 和 D2
实例1：
看 一 看
石墨
金刚石
同学们能说说这两种物质的异同点吗？
金刚石、石墨的应用
金刚石与石墨的异同点
金刚石 石墨
C元素 灰黑色、不透明
元素组成 颜色状态 硬度
导电性
C元素 无色透明，有光泽
十分坚硬
不导电
质地较软
导电
石墨和金刚石是什么关系？
同素异形现象：同种元素形成几种不同单质的现象 同素异形体：这些单质互称为该元素的同素异形体
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
原子 化学性质几乎 完全相同
物理性质差别 物理性质较大差 大，化学性质 别，同类化学性 相似 质相似，不同类 化学性质不同 金刚石、石墨 O3 、 O2 红磷、白磷 正丁烷和异丁烷 乙醇和二甲醚
石墨
高温高压 ？
金刚石
金刚石和石墨的转化是物理变 化还是化学变化？
碳的同素异形体除了金刚石和石墨，
还Hale Waihona Puke ……富勒烯（fullerene，包括C60、C70和单层 或多层的纳米碳管）。
C60（足球烯） 由60个碳原子形成的封闭笼状分子， 形似足球，故又称“足球烯”。
纳米碳管
实例2： 氧元素的不同单质
贝采里乌斯，1841年第一个提出了 “同素异形”的术语没有给予任何解释。
为何金刚石和石墨在硬度和导电性 方面有如此大的区别？
金刚石
石墨
金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同。 金刚石晶体中每个碳原子和相邻的4个碳原子以共价键结合， 形成空间网状结构。是正四面体结构，原子间的作用力很强。 石墨是层状结构，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 间分子间的分子间作用力弱，所以层与层间易滑动
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?
物质 熔点/℃ 沸点/℃
正丁烷 -138.4 -0.5
异丁烷 -159.6 -11.7
结论： 同分异构体间的物理性质不同
我是 乙醇
我是 二甲醚
我们分子组成都为C2H6O
C2H6O
分子式 C2H6O C2H6O
加热
逐渐 转化
弹性硫（S8 不能稳定存在）
加热
硫蒸气（S8、S4、S2）
二、几种常见的同素异形体
1、碳的同素异形体： 金刚石、石墨与富勒烯 2、氧的同素异形体： 氧气与臭氧 3、磷的同素异形体： 白磷与红磷 4、硫的同素异形体： 斜方硫，单斜硫，弹性硫
◆性质特点
化学性质：相似(或略有差异) 物理性质：差别很大
球棍模型
结构式 名称 沸点 乙醇 78 ℃ 二甲醚 －23℃
有机物：含碳化合物（除CO、CO2、碳酸盐等外）。 有机物种类繁多的原因？
⑴有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个 碳原子。
⑵碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环
状结构。
⑶大量存在同分异构现象。
同位素、同素异形体与同分异构体的比较
2、最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心 的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的 是（ ） A、C60是一种新型的化合物 B、C60和石墨都是碳的同素异形体 C、C60中含离子键 D、C60的摩尔质量是720
观察与思考
(1)
下列各组是同素异形体吗？
(2)
弹性硫 单斜硫
(3)
C5H12