1-3-1同素异形现象-镇江市实验高级中学.doc

第三单元 从微观结构看物质的多样性 1-3-1 同素异形现象 【教学目标】 以金刚石、石墨等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构不同而导致的同素异形现象。 【教学难点】 金刚石、石墨和纳米碳管的结构。 【教学过程】 [你知道吗]研究发现，金刚石、石墨在氧气中完全燃烧均只生成二氧化碳气体，它们在一定条件下能相互转化，说明它们都是碳元素的单质。金刚石晶体无色透明，有光泽，十分坚硬，可做装饰品，可用于切割玻璃、花岗岩，可做地质和石油勘探的钻头等。石墨为灰黑色，质地较软，能导电，可做润滑剂剂和电极等。为什么它们的性质有如此大的区别？ [板书]一、同素异形现象：同一种元素能够形成几种不同的单质的现象。 二、同素异形体 1、定义：同一种元素形成的不同单质。 （1）同种元素； （2）单质； 实例： ①碳元素的不同单质：金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等。 [展示]金刚石、石墨、足球烯、纳米碳管的三维空间结构模型。 Ⅰ、金刚石：构成金刚石的微粒是碳原子，碳原子间以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元为正四面体，每个碳原子与其余的4个碳原子以共价键相结合。 Ⅱ、石墨：石墨晶体呈层状结构。构成石墨的微粒是碳原子，碳原子间以共价键相连，在石墨的每一层内，每个碳原子与其余3个碳原子以共价键相结合，碳原子排列成平面正六边形，无数的平面正六边形成平面网状结构。石墨的不同层之间，存在着分子间作用力。 [展示]金刚石、石墨的物理性质 物理性质 金刚石 石墨 硬度 很大 很软 熔沸点 很高 很高 导电性 不导电 能导电 Ⅲ、足球烯（C60）：足球烯的结构是60个碳原子形成的封闭的笼状分子，形似足球，所以，人们称它为足球烯。 Ⅳ：纳米碳管。 [讲述]根据以上结构的观察和有关内容的学习，可以知道，同素异形体的结构是不同的。 [板书]（3）结构不同。 [设问]钠原子和钠离子都是由同一种元素----钠元素形成的，它们是同素异形体吗？为什么？ [讲解]不是。因为钠原子和钠离子是同一元素的不同粒子，不属单质。 [设问]Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗？为什么？ [讲解]不是。因为它们是由同种元素组成的化合物，不是单质。 [设问]1H和2H是什么关系？ [讲解]同位素。 [展示]同素异形体与同位素的区别 同素异形体 同位素 定义 同一种元素的不同单质 互称同素异形体 同一元素的不同核素（或不同原子）互称同位素 研究对象 单质 核素或原子 举例 金刚石和石墨 1H、2H、3H [过渡]除了碳元素能形成不同的单质，同素异形体还有许多，比如，氧元素形成的单质氧气和臭氧，磷元素形成的单质白磷和红磷等。 [板书]②氧元素形成的单质-----氧气和臭氧。 Ⅰ、氧气； Ⅱ、臭氧。 [讲述]氧气和臭氧均由氧元素组成，在分子组成上只不过相差1个O原子，但两者的性质却大相径庭。 [展示]氧气和臭氧的物理性质 O3 O2 色、嗅、态 通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体 通常为一无色无气味的气体 溶解度（水中） 大 小 熔点 -251℃ -218℃ 沸点 -112.4℃ -183℃ [板书]③磷元素形成的单质――白磷和红磷。 2、同素异形体的物理性质不同，因为它们的结构不同； 同素异形体的化学性质基本相同，因为它们都是由同种元素组成的单质。 3、同素异形体之间可以相互转化。 [小结] [板书设计] 一、同素异形现象 1、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。 （1）同种元素； （2）单质； 实例： ①碳元素的不同单质：金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等。 ②氧元素形成的单质-----氧气和臭氧。 ③磷元素形成的单质-----白磷和红磷。 2、同素异形体的物理性质不同，因为它们的结构不同； 同素异形体的化学性质基本相同，因为它们都是由同种元素组成的单质。 3、同素异形体之间可以相互转化。 高一化学《必修2》 镇江市实验高级中学化学教研组 2