同素异形体与同分异构体(新)PPT课件
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
1.3.1同素异形体与同分异构体
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
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”）
C70
纳米碳管
臭氧与氧气的性质对比
化学式
通常状态 气味 固 态
O3
淡蓝色气体 鱼腥味 紫黑色
红棕色固体,无毒
白色蜡状固体,有剧毒 能自燃(少量保存在冷 在空气中能稳定存在 水中)
246℃
4P+5O2 == 2P2O5
点燃
40℃
C4H10 丁烷
二、同分异构现象、同分异构体
◆化合物具有相同的分子式，但具有不同结构
的现象叫同分异构现象
◆具有同分异构现象的化合物互称同分异构体
三同
二不同
同是化合物 分子式相同 相对分子质量相同 结构不同 性质不同
纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米 的空心管.下列说法错误的是( A ) A.纳米碳管是一种新型的有机化合物
B.纳米碳管材料如果完全燃烧,生成物均为CO2
C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强
D.纳米碳管在常温下化学性质稳定.
O2
无色气体 无味 雪花状淡蓝色
沸 熔
点 点
-112.4 ℃ -251 ℃
-183℃ -218℃
化学性质
臭氧比氧气氧化性强
3O2 == 2O3
放电
白磷与红磷的性质对比
红磷 元素组成 分子结构 物理性质 化学性质 着火点 燃烧方程式
磷元素
P
白磷 P4
磷元素 P4(正四面体的分子)
分子较复杂,呈长链状
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。
同分异构体 同位素 同素异形体
同分异构体同位素同素异形体同分异构体同分异构体指的是化学式相同、结构不同的分子。
它们具有相同的分子式，但它们的原子排列方式不同，因此具有不同的物理和化学性质。
例如，乙醇和甲基乙醇都是C2H6O，但它们的结构不同，因此具有不同的物理和化学性质。
1.分类根据其结构特点可将其分为以下几类：(1)顺反异构体：顺反异构体是指在空间中两个取代基围绕单个碳原子旋转所形成的异构体。
其中一种顺式异构体中两个取代基在空间中位于相邻位置，而另一种反式异构体中两个取代基位于相对位置。
(2)立体异构体：立体异构体是由于原子或取代基之间在空间中的排列方式而形成的。
例如，光学异构体就是一种立体异构体。
(3)环状异构体：环状异构体是由于分子内部存在环状结构而形成的。
同分异构体在生命科学、医药等领域具有广泛应用。
例如，在制药过程中，需要制备纯度高、活性好、副作用小的药物，而同分异构体的存在可能会影响药物的效果和安全性。
因此，对于药物的研究和开发，需要对同分异构体进行深入研究。
同位素同位素指的是具有相同的原子序数但质量数不同的原子。
例如，氢原子有三种同位素：氢-1、氘-2和氚-3。
它们具有相同数量的质子（即原子序数），但其中氘和氚还具有中子，因此它们质量数不同。
1.分类根据其质量数可将其分为以下几类：(1)放射性同位素：放射性同位素是指具有不稳定核的同位素。
这些核会通过放射性衰变释放出能量并转变为其他元素。
(2)稳定同位素：稳定同位素是指具有稳定核的同位素。
这些核不会通过放射性衰变转变为其他元素。
在生命科学、医药等领域中，同位素广泛应用于标记、追踪、诊断等方面。
例如，在医学影像学中，利用放射性同位素可以制备出各种显像剂，并通过显像技术观察人体内部的生理和病理变化。
此外，同位素还可以用于追踪生物分子在体内的代谢过程，进而加深对生物分子功能的认识。
同素异形体同素异形体指的是由于原子或取代基之间在空间中的排列方式而形成的同位素分子。
例如，氨基酸中存在两种同素异构体：L-型和D-型。
同分异构体与同素异形体
研究意义
1 2 3
深入了解物质多样性
同分异构体和同素异形体的存在揭示了物质世界 的多样性，对化学、材料科学等领域的研究具有 重要意义。
拓展物质应用
同分异构体和同素异形体在性质上的差异为物质 的应用提供了更多可能性，如药物设计、材料改 性等。
推动学科发展
对同分异构体和同素异形体的研究有助于推动化 学、物理学、材料科学等相关学科的发展，促进 学科交叉融合。
由于结构不同，同素异形体往往 具有不同的熔点质差异
同素异形体之间的化学性质差异 表现在反应活性、化学键能、电 子结构等方面。
举例分析
碳的同素异形体
金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，它们的结构不同，金刚石是每个碳原子与四个碳原子形成共价键的三维网 状结构，而石墨则是层状结构，每层内的碳原子以共价键结合形成平面六边形网格。它们的物理性质和化学性质 也存在显著差异，如金刚石是自然界中最硬的物质之一，而石墨则很软且具有润滑性。
性质测试技术
01
熔点测定
通过测量物质的熔点，判断其纯度 和晶型。
折射率测定
通过测量物质的折射率，推断其分 子结构和光学性质。
03
02
沸点测定
利用物质沸点的差异，判断其结构 和性质。
密度测定
利用物质密度的差异，判断其组成 和结构特点。
04
06 研究前沿与展望
研究现状与挑战
同分异构体研究现状
目前，同分异构体的研究主要集中在合成、分离、表征和应用等方面。尽管已经取得了一定的成果，但仍存在许多挑 战，如合成方法的复杂性、分离技术的局限性以及表征手段的精度等。
磷的同素异形体
白磷和红磷是磷的两种同素异形体，它们的结构不同，白磷是由四个磷原子构成的分子晶体，而红磷则是链状或 环状结构的原子晶体。它们的化学性质也存在差异，如白磷在空气中容易自燃，而红磷则相对稳定。
苏教版高中化学必修二 1.3.1 同素异形体和同分异构体 课件 (共23张PPT)
同；②相对分子质量相 子 结构
CH3OCH3；正
同的物质不一定是同分 丁烷与异丁
构物 式
异构体，如HCOOH和 烷
体
CH3CH2OH
运用拓展 下列物质中互为同分异构体的有_⑤_与_⑧__或__⑫_，
互 为 同 素 异 形 体 的 有 _③_ 与⑩__ ， 互 为 同 位 素 的 有
___⑨_与__⑪__，是同一物质的有__①_和__④___。
象同
注意点
实例
①由于结构不同，化
同 元
学性质也有差异，如 C60、C70
素
、金刚
单素
白磷比红磷活泼；
异
结构
石、石
质种 形
类
②H2、D2、T2的关系 不是同素异形体，也
墨；O2
体
不是同位素
、O3
课堂小结
对相 相异
象同
注意点
实例
①因分子式相同，故组
同
分化 分
成和相对分子质量也相 CH3CH2OH与
异
合
(从研究对象、异同点、注意点、实例角度)
对相相 象同异
注意点
实例
①由于存在同位素，原
子的种类比元素的种类
同 位 素
原 子
质 子 数
中 子 数
多；②同位素的化学性 质几乎相同；③天然存 在的某种元素中，不论 是游离态还是化合态，
16O、17O 、18O；H 、D、T
各种同位素原子的含量
不变
课堂小结
对相 相异
1．同分异构现象
化合物具有相同的分子式，不同结构的现象。
2．同分异构体
(1)概念： 分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。
同系物和同分异构体同素异形体 同位素
同系物和同分异构体同素异形体同位素
1.同素异形体：同一种元素形成的多种单质互为同素异形体。
例如金刚石和石墨是碳的同素异形体。
2.同位素：同位素同属于某一化学元素，针对原子来说的，其原子具有相同数目的电子，原子核也具有相同数目的质子，但却有不同数目的中子。
例如氕、氘和氚。
3.同分异构体是有机物的分子式相同但是分子结构不同。
4.同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
如：甲烷、乙烷、丙烷互称为同系物，它们都属于烷烃。
同素异形体和同分异构体
铅笔芯 H.B 电极 润滑剂
思考：金刚石和石墨的物理性质为什么不一样？ （在硬度和导电性方面有很大的差异）
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
金刚石晶体中形成空 间网状结构，原子间 的作用力很强。
石墨是层状结构，层内为正 六边形的网状结构，层间分 子间作用力弱，所以层与层 间易滑动
共价键 分子间作用力
120º
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”）
随着研究的深入，一系列碳的“笼状”的富 勒烯被科学界发现并制得，其中有C28、C32、 C50、C70、C84 、C240 、C500等。
碳纳米管的发现 1991年，日本科学家饭岛博士 。在对石墨进行电弧 放电实验时，发现了有单层、多层石墨卷曲而成的碳纳 米碳管。纳米碳管的发现也给材料化学的研究带来了新 的变革。
碳的几种同素异形体
其他元素有没有存在 同素异形体？
如：O2和O3，红磷和白磷等。
臭氧与氧气的性质对比
氧气 元素组成 氧元素 O2
• 工业上利用高温（1273K），高压 （5X106~8X106kPa）以Co或Ni为催化 剂，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 制得金刚石微晶。
金刚石
石墨
- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - ------- - --------------------------------- - ----------------------------------------------------- - - - - - - -- - - - - - - ------ - ----------
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。
但具有同一化学通式的有机化合物不一定是同系物。
同素异形体、同位素、同分异构体与同系物的比较
同素异形体、同位素、同分异构体与同系物的比较同位素同素异形体同系物同分异构体同种物质
定义质子数相同，中
子数不同的原子
（核素）
由同一种元素组成
的不同单质
结构相似，分子组
成相差一个或若
干个CH2基团的
物质
分子式相同，结构
不同的化合物
组成、结构
相同
对
象
原子单质化合物化合物物质
化学式元素符号表示不
同，如H、H、
H
元素符号表示相
同，分子式可以不
同，如O2和O3
不同相同相同，如水
与冰、H2
与D2、H2O
和D2O等
结构
电子层结构相
同，原子核结构
不同
单质的组成或结构
不同
相似不同相同
性质物理性质不同，
化学性质相同
物理性质不同，化
学性质相同
物理性质不同，化
学性质相似
物理性质不同，化
学性质不一定相
同
结构式的
形状及物
质的聚集
状态可能
不同
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苏教版高中化学必修二 1.3.1 同素异形体和同分异构体 课件 (共25张PPT)
不同点 结构不同 结构不同 中子数不同
研究对象 单质
化合物
原子
1、O2和O3
1、C4H10
11H、12H、13H
2、金刚石、石 正丁烷 异丁烷
墨、富勒烯
2、C2H6O
3、红磷、白磷 乙醇、二甲醚
• 有下列各组物质: A、 163C与162C
B、金刚石与石墨 D、 CH3
C4H10 可能的结构模型
HHHH HCC CCH
HHHH
正丁烷
HHH
HCC CH HH HCH H 异丁烷
共同点:
不同点:
分子式相同 结构不同
同分 异构
二、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。
同分异构体
具有相同的分子式，但具有不同结构 的的化合物
同分异构体间的物理性质差异
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 液态密度/g·cm-3 结论：
正丁烷
-138.4 -0.5
0.5788
异丁烷
-159.6 -11.7 0.557
C2H6O
分子式
球棍模型
C2H6O
结构式
名称 沸点
乙醇 78 ℃
C2H6O
二甲醚 －23℃
比较 同素异形体、同分异构体、同位素 三个概念
同素异形体 同分异构体 同位素
B．CO2和H2O D．CCl4和KCl
( B)
4．氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料，
在工业上有广泛用途，它属于
( A)
A．原子晶体 B．分子晶体
C．金属晶体 D．离子晶体
5．下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体这四个概念都带有一个同字。
分别对应同一元素的不同原子、同一元素形成的不同单质、组成结构和性质相似的有机物、分子组成相同但结构不同的物质。
对于同一种物质本文没有列入讨论。
同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。
把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。
同位指核素的质子数相同，在周期表中占有相同的位置。
同位素中又有放射性同位素，化学书籍所列相对原子质量多数含有小数就是大都存在同位素的缘故。
相对于同位素，还有人提出同量素概念，是指质子数和中子数都不同但质量数相同的核素。
高考要求是理解同位素概念，看懂并会写核素表示式，计算元素相对原子质量。
由于这个知识点题目相对容易，仅在第一年课标卷即2007年第9题出现，难度系数0.89，所以以后再也没有出现。
同素异形体在初中九年级教材叙述为由同种元素形成的不同单质。
大体可分为三类：物质中原子的排列不同，按照高中讲解是连接方式不同，如金刚石和石墨；分子中的原子个数不同，氧气和臭氧；连接方式和分子中原子个数都不同，如红磷和白磷。
中学阶段理解同素异形体存在于第ⅣA碳、ⅤA磷、ⅥA氧的理由。
这样才有助于记忆且同时理解其性质。
硅元素原子核外电子有3层，半径大，原子之间另一种键合时彼此键合能力弱，这既是含硅化合物远不及碳的原因，也是其同素异形体不易存在的理由。
同理由于氮原子之间可以以氮氮三键结合成为稳定的氮气分子，因此也是极难成为其他形式的单质。
至于氧的同素异形体可以与碳相类比，当然高考题中曾经以信息介绍硫的同素异形体S8，笔者意见作为特例记忆合适。
至于卤族，由于其最外层7个电子，以共用一对电子成为稳定结构，当然不必形成其他形式结合的同素异形体，还有Ⅰ、Ⅱ为金属元素，可认为没有其他形式的单质，ⅢA族的铝也是金属。
这样理解记忆即可。
同素异形体物理性质和化学性质均有不同，其中物理性质差别较为明显，如熔、沸点和气味明显不同；化学性质也有不同，如石墨较金刚石稳定，臭氧比氧气氧化性强，白磷在空气中可以自燃。
同分异构体 同素异形体
沸点 ℃
－183 －112.4
溶解性
O3>O2
②氧气与臭氧的分子结构：
拓展视野 磷元素的不同单质比较
三、同素异形体的相互转化
放电
3O 2
催 化 剂 （ 如 C l）
2O 3
白磷
隔 绝 空 气 加 热 到 260℃ 加 热 到 4 1 6 ℃ ,升 华 后 ,冷 凝
红磷
提问：同素异形体的相互转化是属于物理变化还 是化学变化？ 化学变化
C60的结构
二、 常见的同素异形体
C元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60
O元素的同素异形体有：O2、O3 P元素的同素异形体有：红磷、白磷
S元素的同素异形体有: 斜方硫、单斜硫
※ 氧元素的不同单质
①氧气与臭氧的物理性质比较：
颜色 化学式 （气态）
氧气 臭氧 O2 O3 无色 淡蓝色
气味 无味 鱼腥味
问题:同分异构体间性质有无差异?
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：分子结构的差别决定了同分异构体的性质差别。
分子式
球棍模型
C2H6O
C2H6O
结构式 名称 沸点
乙醇
二甲醚
78 ℃
－23℃
五、比较同素异形体、同分异构体、同位素三个概念
♀ 身份证 ♀
姓名：金刚石 性质：最硬的无色 透明的晶体
♂身份证♂
姓名：石墨 性质：深灰色、不透明、 质软、易导电的 片状固体
思考：为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？
结构决定性质
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.
16
◆性质特点
化学性质：相似(或略有差异) 物理性质：差别很大
◆形成方式： ①分子里原子个数不同；如：O2与O3 ②晶体里原子的排列方式不同；
如：金刚石与石墨 ③晶体里分子的排列分式不同；
有些形成方式是多种混合而成的。
.
17
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
现象叫同分异构现象 ◆具有同分异构现象的化合物互称同分异构体
三要素:分子式相同、. 结构不同、化合物 32
同位素、同素异形体、同分异构体三概念的比较
概念
内涵
比较对象 实例
同位素
质子数等，中子数 不等，原子之间
原子
氕、氘、氚
同素异形体 同一元素 形成的不 单质 同单质
O2、O3
同分异构体
相同分子式，不 同结构的化合物
.
18
臭氧与氧气的性质对比
化学式 通常状态
气味 固态 沸点 熔点 化学性质
O3
淡蓝色气体
O2
无色气体
鱼腥味
无味
紫黑色
雪花状淡蓝色
-112.4℃
-183℃
-251℃
-218℃
臭氧比氧气活泼
放电
3O2 == 2O3
.
19
资料卡 臭氧层
臭氧层的高度 臭氧层的作用 臭氧层的变化 保护臭氧层的措施
化合物 CH3(CH2)2CH3、
C(CH3)3
.
33
练习1：
下列四组物质中__1_互为同位素，_2__是同素异形体，
4、__5_ 是同分异构体，_3_、_ 6 是同一物质。
碳－－生命的基础元素
.
3
世界最大的绿色钻石 41克拉 （8.2克）
世界最大的有色钻石 407.48克拉（81.50克）
(1克拉=200毫克=0.2克)
.
4
碳元素的单质
金刚石
石墨
.
5
金刚石与石墨的比较：
金刚石
石墨
原子结构
+6 2 4
颜色状态
无色透明，光彩夺目， 灰黑色，有金属光泽，
正八面体晶体
不透明，细鳞片状固体
C4H10 丁烷
名称 熔点 正丁烷 -138.4 异丁烷 -159.6
沸点 -0.5 -11.7
相对密度 0.5788 0.557
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二、同分异构现象、同分异构体
C4H10 丁烷
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3 CH3
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二、同分异构现象、同分异构体
◆化合物具有相同的分子式，但具有不同结构式的
D.纳米碳管在常温下化学性质稳定.
3、 如果在高温下，使金刚石或石墨在O2中完全 燃烧，产物是什么？（都是CO2 ）
4、石墨在2000℃、5×106~~1×107 Kpa并有催 化剂条件下可转化变成金刚石，这个事实说明 什么？
说明：金刚石和石墨是由同种元素形成的， 只不过结构不同而已。
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二、同分异构现象、同分异构体
C70
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碳纳米管
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我们通常把碳元素形成多种单质的这种现
象称为同素异形现象，把金刚石、石墨和
C60等互称为同素异形体，那么同素异形现 象和同素异形体的定义是什么？
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一、同素异形现象
同素异形现象：同种元素形成多种不同
单质 的现象。
◆同素异形体：同一种元素形成的不同
单质 。
★三要素: 同种元素、单质、结构不同
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臭氧洞的 扩大
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臭氧空洞扩大的危害
(1) 直接危害人体健康，象皮肤癌、白 内障、各种传染病患者会大幅度增加；
(2) 对生态环境和农林牧渔业造成破坏， 农产品减产、品质下降，渔业产量减少， 森林覆盖率减少等等。
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白磷与红磷的性质对比
元素组成 分子
物理性质 化学性质 着火点
燃烧方程式
硬度 熔点 导电性
天然、最硬物质
很高 不导电
最软矿物之一
很高 导电
用途
装饰品 切割玻璃、大理石 钻探机钻头
铅笔芯 H.B 电极、润滑剂 坩埚
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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？ 7
金刚石晶体结构
石墨晶体. 结构
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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
单质
原子
金刚石、石墨 O3 、O2
1H、2H、3H 35Cl、37Cl
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练习：
1、判断下面哪些是同素异形体（
是同位素（
）
），哪些
A.红磷、白磷 B.水、重水
C.16O、17O、18O D.金刚石、石墨
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
红磷
白磷
磷元素
磷元素
分子较复杂,呈长链状 P4(正四面体的分子)
红棕色固体,无毒 在空气中能稳定存在
白色蜡状固体,有剧毒
能自然(少量保存在冷 水中)
246℃
40℃
点燃
4P+5O2 == 2P2O5
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拓展视野
白磷：白色或浅黄色蜡状固体，剧毒。不溶于水，易 于二硫化碳，着火点是40OC，熔点44OC，隔 绝空气260OC得红磷.
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1
人类已发现的元素仅100多种，而这 些种类有限的元素却构成数千万种不 同的物质，你们知道这是为什么吗？
同素异形现象 同分异构现象
同种元素形成的单质一定是同 一种物质吗?
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2
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质种类最多吗？
碳在地壳中的含量只占0.087%。但含碳元素 的单质和化合物达到90%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。
红磷：暗红色粉末，无毒，不溶于水也不溶液于二硫
化碳，着火点246OC、416OC升华(隔绝空气)气 体骤冷后得白磷。
隔绝空气加热到260℃
红磷
白磷
隔绝空气加热到416℃迅速冷却
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同素异形体与同位素的比较：
定义 研究对象 常见实例
同素异形体
同位素
同一种元素形 成的不同单质
质子数相同、质量 数（或中子数）不 同的原子
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
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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”）
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C60
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12
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的相对分子质量是720
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2、纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个
A 纳米的空心管.下列说法错误的是(
)
A.纳米碳管是一种新型的有机化合物
B.纳米碳管材料如果完全燃烧,生成物是二氧化 碳
C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强