專題5

微觀結構與物質的多樣性第三單元

從微粒結構看物質的多樣性

能構建微觀結構與物質多樣性之間的聯系；能依據物質的微觀結構特征對物質進行分類；

能解釋或預測物質具有的一些典型性質。

碳元素形成的單質不僅有金剛石、石墨，還有富勒烯（包括C60、C70和單層或多層的納米碳管）等。一、同素異形現象同素異形現象：同一種元素能夠形成幾種不同的單質的現象同素異形體：同一種元素形成的不同的單質

研究發現，在一定條件下，金剛石、石墨在純氧中完全燃燒均只生成二氧化碳氣體，它們在一定條件下能相互轉化，說明它們都是碳元素的單質。為什么它們的性質有如此大的差異呢？對比分析以下幾種碳單質的結構。

金剛石晶體中每個碳原子與相鄰的4個碳原子以共價鍵結合，形成空間網狀結構。

石墨晶體為層狀結構，層內碳原子間以共價鍵結合，每一層內碳原子排列成平面六邊形，一個個六邊形排列成平面網狀結構，層間存在分子間作用力。碳原子的成鍵方式和排列方式均不同。

物質的結構決定了物質的存在形態和性質。即便是由同種元素組成的單質，若構成單質的原子之間的連接方式不同，就會形成存在形態和性質不同的物質。對比分析以下幾種碳單質的結構。

C60是由60個碳原子形成的封閉籠狀分子，形似足球，人們又稱它為“足球烯”

石墨烯是一種由碳原子構成的二維層狀的碳材料，是目前最理想的納米材料之一，是構成其他石墨材料的基本單元。氧元素形成的單質：氧氣和臭氧；磷元素形成的單質：白磷和紅磷。

大氣中的臭氧每減少1%，照射到地面的紫外線就增加2%，人的皮膚癌患病率就增加3%，還受到白內障、免疫系統缺陷和發育停滯等疾病的襲擊。居住在距南極洲較近的智利南端海倫娜岬角的居民，已嘗到苦頭，只要走出家門，就要在衣服遮不住的膚面，涂上防曬油，戴上太陽眼鏡，否則半小時后，皮膚就曬成鮮艷的粉紅色，并伴有癢痛；羊群則多患白內障，幾乎全盲。據說那里的兔子眼睛全瞎，獵人可以輕易地拎起兔子耳朵帶回家去，河里捕到的鮮魚也都是盲魚。臭氧層空洞的危害臭氧空洞變化下列有關碳及其化合物的說法中，正確的是（

）A.干冰與CO2氣體互為同素異形體B.126C、613C、146C是碳元素的3種同素異形體C.通過改變碳原子排列方式可實現石墨轉化為金剛石D.石墨和石墨烯都是碳元素形成的單質，性質完全相同同種物質同位素結構不同，性質不同C

用不同顏色的小球代表碳、氫原子，用塑料棒代表原子間形成的共價鍵，依據碳、氫原子形成共價鍵的特征，制作分子式為C4H10的有機化合物的分子結構模型。你可以制作出幾種不同的分子結構模型？二、同分異構現象物質正丁烷異丁烷分子式沸點-0.5℃-11.7℃結構式球棍模型完成以下表格，指出這兩種物質結構和性質的異同及原因。C4H10C4H10

分子式相同，結構不同，故沸點不同同分異構現象：同分異構體：化合物具有相同的分子式，但具有不同結構的現象分子式相同而結構不同的化合物研究對象條件判斷正誤：有機化合物CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH互為同分異構體

有機化合物中同分異構現象的普遍存在，是有機化合物種類繁多的原因之一。

乙醇（沸點為78℃）和二甲醚（沸點為-23℃）互為同分異構體，它們的分子式都是C2H6O。觀察它們的分子結構模型，分析兩者間有什么差異。下列說法中錯誤的是（

）A.水與過氧化氫互為同分異構體B.

互為同分異構體C.同分異構體的性質有差異，是因為它們的分子結構不同D.同分異構現象是有機化合物種類繁多的原因之一A

同位素同素異形體同分異構體定義質子數相同、中子數不同的同一元素的不同原子同一種元素形成的不同單質分子式相同、結構不同的化合物結構特點電子排布相同，原子核結構不同單質的組成或結構不同結構不同，不一定是同一類物質實例H、D、T；16O和18O金剛石、石墨、C60；

氧氣與臭氧正丁烷與異丁烷“三同”辨析②下列幾組物質中，互為同位素的有________，互為同素異形體的有________，互為同分異構體的有________，屬于同一種物質的有_______。①O2和O3

②35Cl和37Cl

③CH3CH3和CH3CH2CH3①⑥⑤⑤純堿和碳酸鈉外形有無固定熔點例子晶體非晶體閱讀教材，完成下表，比較晶體和非晶體的差異。有規則的幾何外形一般也不具備規則的幾何外形有無氯化鈉、金剛石、干冰等石蠟、玻璃、橡膠等二、晶體和非晶體

在日常生活中我們會遇到許多晶體，如金剛石、雪花、水晶等。這些晶體在外觀上有什么特點？它們的物理性質（如硬度、熔點、沸點、導電性等）有什么特點？具有規則的幾何外形硬度、熔點、沸點、導電性大小各不同晶體規則的幾何外形是其內部構成微粒有規則排列的結果晶體結構的測定常用儀器：_____________。X射線衍射儀晶體會產生分立的斑點或者明銳的衍射峰下列關于晶體和非晶體的說法中，正確的是（

）A.晶體常溫下呈固態，非晶體常溫下均為液態B.晶