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1、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,活性炭,石墨,钻石,碳 的 一 家,金刚石,灰黑色不透明固体,最软矿物之一,导电,铅笔芯 H.B 电极、润滑剂,锔锅锔碗锔大缸，担着小挑儿游四方,没有金刚钻，别揽瓷器活。,金刚石，是已知天然矿物中的最硬物质。,钻头、轴承、武器装备等。,无色透明晶体,最硬的天然物质,不导电,装饰品 切割玻璃、大理石 钻探机钻头,灰黑色不透明固体,最软矿物之一,导电,铅笔芯 H.B 电极、润滑剂,C,同素异形现象,同素异形体,同一种元素形成几种不同单质的现象。,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。,概括总结,思考： 如何证明金刚
2、石和石墨由同一种元素组成？,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。,纳米碳管的发现 纳米碳管可分单层及多层，是由单层、多层同心轴石墨卷曲而成的中空碳管。前后末端类似半圆形，使整个碳管成为一个封闭的结构，纳米碳管也是碳单质的成员之一。 纳米碳管强度高且有韧性，重量轻，比表面积大，性能稳定。制成碳纤维材料和复合材料，强度为钢的100倍，重
3、量则只有钢的1/6，科学家称之为“超级纤维”；可以在较低的气压下存储大量的氢气，用这种方法制成的燃料是一种清洁能源，在汽车工业上将会有广阔的发展前景。,拓展视野1,C60的发现 1985年，美国得克萨斯州罗斯大学的科学家制造出了碳新型单质C60分子。并在建筑设计师富勒设计球形建筑的启发下，绘制出由20个正六边形和12个正五边形构成的“笼状”分子结构，因分子结构形似足球，又称为“足球烯”。 足球烯分子笼状结构具有向外开放的面，而内部却是空的，这就有可能将其他物质引入到该球体内部。例如科学家已经尝试着在这些中空的物质中加各种各样的金属，使之具有超导性。,拓展视野2,随着研究的深入，一系列碳的“笼状
4、”的富勒烯被科学界发现并制得，其中有C28、C32、C50、C70、C84 、C240 、C500等。开创了一个全新碳“笼状”分子应用研究新领域。,拓展视野3,C,性质各异,结构不同,C,概念理解,D,氧气 O2,臭氧 O3,无色,无味,强,淡蓝色,鱼腥味,极强,观察与思考,臭氧层空洞的扩大,资料卡,美国宇航局提供的卫星图片,2000年,2006年,观察与思考,红磷与白磷,同素异形体可以丰富物质世界,同分异构体间的物理性质差异,物理性质不同，化学性质可能相似或不同。,C2H6O,有机物种类繁多的原因 有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个碳原子。 碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环状结
5、构。 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,同一种元素组成,结构不同,分子式相同,分子结构不同,质子数相同的同种元素,中子数不同,单质,化合物,原子,O2,O3,白磷,红磷,C4H10,11H12H13H,随堂练习,答案 B,B,B,C,晶体的概念,什么叫晶体?,晶体：具有规则几何外形的固体叫晶体。 晶体中的微粒按一定的规则排列。,阴阳离子 分子 原子,阴阳离子间以离子键结合，形成离子晶体。 分子间以分子间作用力（又称范德华力）结合， 形成 分子晶体。 原子间以共价键结合，形成原子晶体。,构成晶体的基本微粒和作用力,不同类型的晶体,氯化钠晶体,每个Na+周围有六个
6、Cl-,每个Cl-周围有六个Na+,一、离子晶体,1.定义： 2.特点： 3.属于离子晶体的物质：,离子间通过离子键结合而成的晶体。 无单个分子存在；如：NaCl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大。 水溶液或者熔融状态下均导电。 强碱、部分金属氧化物、部分盐类。,二氧化碳晶体,二氧化碳的晶胞可以看成一个小正方体，二氧化碳分子位于正方体的八个顶点和六个面的中心上。,二、分子晶体,1.定义： 2.特点： 3.形成分子晶体的物质：,分子间通过分子间作用力结合成的晶体。 有单个分子存在；化学式就是分子式。 熔沸点较低，硬度较小。 液态不导电，溶于水有的导电 卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、 稀有气
7、体、非金属氢化物、多数非金 属氧化物等。,金刚石,1.金刚石属于原子晶体，呈空间网状结构。,2.金刚石晶体中碳碳键的键角为10928。,3.金刚石晶体中基本结构单元：正四面体,4.金刚石晶体最小的碳原子环为六元环。,二氧化硅晶体,1.二氧化硅属于原子晶体，呈空间网状结构。,2.二氧化硅晶体中硅氧键的键角为10928。,3.二氧化硅晶体中1个硅原子周围有4个氧原子，1个氧原子有2个硅原子；1个硅原子占有4个硅氧键，1个氧原子占有2个硅氧键。,4.二氧化硅晶体最小的原子环为十二元环，其中有6个硅原子，6个氧原子。,三、原子晶体,1.定义： 2.特点： 3.属于原子晶体的物质：,原子间通过共价键结合
8、成的具有 空间网状结构的晶体。 同种或异种原子 熔沸点很高，硬度很大。 不导电，难溶于水 金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。,四、金属晶体,1.定义： 2.物理性质： 3.属于金属晶体的物质：,金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体。 金属键：金属阳离子和自由电子之间强烈的相互 作用 构晶微粒：金属阳离子、自由电子,有金属光泽、导电、导热、延展性,金属单质或合金 如：钠、钾、铜,石墨的晶体结构,石墨的结构,石墨,石墨为什么很软？ 石墨的熔沸点为什么很高？,石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。
9、所以，石墨称为混合型晶体。,混合型晶体,拓展视野,总结：四类晶体结构与性质的比较,晶体粒子,粒子间作用,硬 度,熔点,溶解性,导电性,阴、阳离子,分子,原子,金属阳离子、自由电子,金属键,离子键,分子间作用力,共价键,较大,较小,很大,一般较大，部分小,较高,较低,很高,有高有低,多数易溶于水,有的溶，有的不溶,难溶,难溶，有些可与水反应,熔化或溶于水能导电,不易导电,不易导电,良导体 （导电传热）,观察与思考 4教材表110列出了几种晶体的熔点、硬度。联 系它们所属的晶体类型，体会四类晶体的性质特 点。 答案 通过观察，我们发现除了金属晶体之间的差 异较大，其他三种晶体，同一类晶体之间的性质
10、有 一定的相似性，不同类晶体之间的性质有一定的差 异。观察熔点、硬度，我们可以发现熔点、硬度由 高到低一般来说：原子晶体离子晶体分子晶体。 而金属晶体的熔、沸点差别较大。如钨的熔点高达 3410，比原子晶体SiO2的熔点还高，而Na的熔点 很低，比一些分子晶体的熔点还低。,晶体类型的判断,从组成上判断（仅限于中学范围）： 金属单质：金属晶体 有无金属离子或NH4+？(有：离子晶体) 是否属于“四种原子晶体”？ 以上皆否定，则多数是分子晶体。 从性质上判断： 熔沸点和硬度； 由高到低一般来说：原子晶体离子晶体分子晶体。 而金属晶体的熔、沸点差别较大。 熔融状态的导电性。(导电：离子晶体、金属晶体
11、),下列物质所属晶体类型分类正确的是 ( ),1、下列物质所属晶体类型分类正确的是 ( ),D,课堂练习题,2. 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是 （ ） A.SO2和SiO2 B.CO2和H2O C.NaCl和HCl D.CCl4和KCl 3.下列物质的晶体中，不存在分子的是 （ ） A、二氧化碳 B、二氧化硫 C、二氧化硅 D、二硫化碳 4、下列晶体熔化时，不需要破坏化学键的是 （ ） A、金刚石 B、干冰 C、食盐 D、晶体硅,B,C,B,5、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是（ ） (A)水晶和干冰的熔化 (B)食盐和冰醋酸熔化 (C)液溴和液汞的气化 (D)纯碱和烧碱的熔化,6.在下列有关晶体的叙述中错误的是( ) A.离子晶体中，一定存在离子键 B.原子晶体中，只存在共价键 C.金属晶体的熔沸点均很高 D.稀有气体的原子能形成分子晶体,D,C,
