第三单元 从微观结构看物质的多样性优秀公开课教案

第三单元

从微观结构看物质的多样性

（一）知识提要

同

异

研究对象

举例

同素异形体

同一种元素

分子中含有的原子个数或结构

单质

O2和O3、红磷和白磷、石墨、金刚石和C60等

同分异构体

分子式相同

分子的结构

化合物

正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚等

同位素

质子数相同或在元素周期表中的位置相同

中子数

原子

12C和14C和1H和2H等

（二）同素异形现象

1.同素异形现象：

同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称之为同素异形现象

2.同素异形体：

由同一种元素形成的不同单质互称同素异形体

3几种同素异形体：

（1）碳元素

单质

结构及物理性质

金刚石

一个C与周围4个C相

连，形成空间网状结

构，无色透明有光泽，

十分坚硬，熔沸点高

石墨

一个C与周围3个C相

连，平面六边形，层状

结构，质地软，导电，

熔沸点高

共价键

与O2反应

电极、润滑剂

富勒烯

一个C与周围3个C相

连，笼状分子，硬度

小，熔沸点低

共价键，分子间作用力

与O2反应

超导材料

作用力

共价键

化学性质

与O2反应

用途

装饰品、钻头

（2）氧元素

单质

物理性质

用途

氧气

臭氧

极强的氧化性，不稳定易分解

漂白和消毒，吸收紫外线

无色无味的气体，不溶于水

助燃剂

（3）磷元素

单质

分子结构

物理性质

保存

化学性质

用途

红磷

链状结构，一个P和3个P相连

红棕色固体，无毒，不溶于水

密封保存

在O2中燃烧

制高纯度H3PO4、火柴

白磷

正四面体，一个P和3个P相连

蜡状固体，有剧毒，不溶于水

保存在水中

在O2中燃烧，易自燃

燃烧弹、烟幕弹

注意：（1）由同种元素组成的物质不一定是单质，例如金刚石和石墨的混合物。

（2）证明同素异形体的方法是比较燃烧的产物。

（3）同素异形体之间的转化是化学变化。

（4）同位素和同素异形体之间的区别：同位素是对不同的原子而言的，同素异形体是对单质而言的，H2和D2、H2O和D2O均不是同素异形体。

（二）不同类型的晶体

1.离子晶体：阴、阳离子间通过离子键结合而成的晶体，叫离子晶体。

（1）组成微粒：阴、阳离子。

（2）粒子间作用力：离子键

（3）物理性质：熔沸点较高，大多易溶于水，固态不导电，但溶于水或熔融状态下可导电。

（4）常见物质类别：大多数盐（如NaCl、KCl、NH4Cl等）、强碱（如NaOH、KOH等）活泼金属的氧化物（如MgO、Na2O等）

2.分子晶体：分子间以分子间作用力相结合的晶体，叫分子晶体。

（1）组成微粒：分子。

（2）粒子间作用力：分子间作用力，部分晶体还存在氢键，如冰等。

（3）物理性质：熔沸点均较低。

（4）常见物质类别：某些非金属单质（如N2、Cl2、S等）、某些非金属氧化物（如SO3、冰、干冰等）、氢化物（如HCl、H2S等）、绝大多数有机物等。

3.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合

而形成的空间网状结构的晶体，叫原子晶体。

（1）组成微粒：原子。

（2）粒子间作用力：共价键。

（3）物理性质：熔、沸点高，硬度大，不溶于一般溶剂，大多数难导电。

（4）常见物质类别：某些非金属单质，如金刚石、单晶硅、石英、金刚砂等。

4.规律总结

（1）含离子键的化合物可形成离子晶体。

（2）只含共价键的单质、化合物多数形成分子晶体，少数形成原子晶体如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。

（3）金属一般可形成金属晶体。

注：一般从晶体熔沸点高低、溶解性、导电性、硬度等角度分析晶体的类型。

5.比较离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的异同：

晶体类型

结构

构成晶体的粒子

微粒间作用力

性质

熔沸点

硬度

溶解性

导电性

晶体

熔融液

溶液

熔化时克服的作用力

实例

离子晶体

阴阳离子

离子键

熔沸点高

硬而脆

易溶于极性溶剂

不导电

导电

导电

离子键

食盐晶体

分子晶体

分子

分子间作用力

熔沸点低

硬度小

相似相溶原理

不导电

不导电

可能导电

范德华力

氨、氯化氢

原子晶体

原子

共价键

熔沸点高

质地硬

不溶于大多数剂

不导电

不导电

不溶于水

共价键

金刚石

金属晶体

金属离子、自由电子

金属键

熔沸点高或低

硬度大或小

导电

导电

不溶于水

金属键

镁、铝

归纳总结

（1）不同类晶体：一般情况下，原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

（2）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。

①离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。

②分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔沸点越高。

③原子晶体：一般原子半径越小，则熔沸点越高。

（3）常温常压下状态

①熔点：固态物质＞液态物质。

②沸点：液态物质＞气态物质。

（4）支链越多，熔沸点越低。