同素异形现象同分异构现象
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。
同素异形现象 同分异构现象 教学设计
PPT展示:2、“乙醇和二甲醚”
思考:正丁烷和异丁烷,乙醇和二甲醚在结构上有什么特点?为什么性质上有差异?
板书:二、同分异构现象和同分异构体
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。
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。
讲解:
(1)两化合物互为同分异构体的必备条件有两点:
①两者的分子式相同;
②两者的结构不同。
(2)两化合物互为同分异构体,则两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。
(3)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体(如CO和N2不互为同分异构体)。
PPT展示:
课堂练习2:
关于同分异构体的叙述正确的是()
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.分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
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.只有少数的有机物之间存在同分异构现象
课堂小结:
作业布置
板书设计
教学后记。
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
- --------------- --------------- - ---------------------------------------------- -
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。
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。
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
《同素异形现象和同分异构现象》
定义 质子数相同,中子数
不同的原子的互称
同一种元素形成 不同单质的互称
分子式相同,结构 不同的化合物的互称
研究 对象
判断 依据 性质实例 Nhomakorabea原子
单质
① 质子数相同 ② 中子数不同 ③ 同种元素的不同原子
① 元素相同 ② 单质结构
不同
分子式相同的 化合物
① 分子式相同 ② 结构不同的
化合物
物理性质不同, 化学性质相同
B
D.黑磷能在空气中自燃
同分异构体
1.同分异构体有三个“相同”和两个“不同”— —分子式相同,同为化合物,相对分子质量相同; 分子结构不同,性质不同。 2.同分异构体的性质差别是由分子结构的差别所 决定的。 3.同分异构现象在有机物中普遍存在,这主要是 由碳原子的成键特点所决定的。
特别提醒:
与
是同一种物质,
物理性质不同, 物理性质不同, 化学性质不一定相同 化学性质不一定相同
1H、2H、3H
O2、O3 正丁烷和异丁烷
课堂互动讲练
同素异形现象
1.同素异形体有两个“相同”和三个“不同”—— 组成元素相同,同为单质;结构不同,不同种物质, 性质不同。 2.同素异形体的性质差别是由物质结构的差别所决 定的。
足球烯 60 个碳原子形成的封闭笼状分子, (C60) 形似足球
为 无色 气体,在放电或紫外线照射下转化为
氧气 臭氧,方程式为:
== 放电
3O2
2O3
氧
分子式 O3 , 淡蓝 色、 鱼腥 味气体,
臭氧
氧化性极强,与氧气性质有差异。
白磷
正四面体 型分子,分子式为 P4,为白色 蜡 状 固体,剧毒,能 自燃
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(1)C+ O2
点燃
==CO2
(2)氧气和臭氧都具有强氧化性,
臭氧的氧化性更强。
(3)4P+ 5 O2
点燃
== 2P2O5
5、同素异形体之间转化
(1)C(石墨)C(金刚石)
放电
(2) 3O2 ==2O3
[讨论 ]
分子式相同的物质一定是同 一种物质吗?
动手并思考: 制作C4H10可能的结构模型
HHHH HCC CCH
结构模型
金刚石的结构
石墨的结构
C60的结构
碳纳米管
(2)氧元素的不同单质
①氧气与臭氧的物理性质比较:
化学 颜色 式 (气态)
气味
沸点 ℃
溶解性
氧气 臭氧
O2
无色
无味 -183
O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4
②氧气与臭氧的分子结构:
0.030 >O2
(3)磷元素的不同单质比较:
4、同素异形体的化学性质基本相同
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。
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
相同点
同一种元 分子式相同 质子数相同
素组成
的同种元素
不同点 结构不同
分子结构 不同
(3)互为同分异构体的是___C_、__D__
2. 下列各种微粒中:H2O、 H2O2 、 D2O、 H、D、T、 12C、 13C、 金刚 石、石墨、乙醇、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 金刚石和石墨
,属
于同分异构体的是 甲醚和乙醇 。
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℃
同分异构体化学性质的影响在以后的 学习过程中再介绍。
HHHH
正丁烷
HHH
HCC CH HH HCH H
异丁烷
问题1:对比两个模型,找找它们的联系?
共同点: 分子式相同 不同点: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,叫做同分异构现象。
同分异构体
具有同分异构现象的化合物互称 同分异构体。
问题2:同分异构体间性质有无差异?
专题1 微观结构与物质的多样性
第三单元 从微观结构看物质的多样性
同素异形现象 同分异构现象
3、同素异形体的实例
(1)碳元素的不同单质比较:
化学 式
金刚石 C
成键方 式
共价键
空间结 构
空间网 状结构
石墨
层内:共价键 层状结构(每
C
层间:分子间 层为平面六边
作用力
形)
足球烯
研究对象 单质
实例
O2
O3
白磷 红磷
化合物
C4H10
原子
11H12H13H
1、有下列各组物质: A 163C与612C
B、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚
D、
CH3
CH3
CH3CHCH2CH3 CH3 -C-CH3 CH3
(1)互为同位素的是___A_____
(2)互为同素异形体的是___B_____