資源簡介

5.3 從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.以碳元素的幾種單質(zhì)為例,認(rèn)識同素異形現(xiàn)象。
2.以正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚為例,認(rèn)識有機(jī)物的同分異構(gòu)現(xiàn)象。
3.以同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象為例,認(rèn)識物質(zhì)的多樣性與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系,掌握同素異形體、同分異構(gòu)體的判斷方法。
4.初步了解晶體的類型及晶體類型的判斷方法。
【合作探究】
【學(xué)習(xí)情境】
人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素僅100多種,而由這些元素組成的物質(zhì)卻達(dá)數(shù)千萬種,你知道這是為什么嗎
任務(wù)1　同素異形現(xiàn)象與同分異構(gòu)現(xiàn)象
【新知生成】
一、同素異形現(xiàn)象
1.同一種　　　　能夠形成幾種不同　　　　的現(xiàn)象叫作同素異形現(xiàn)象。
2.同一種元素形成的不同單質(zhì)互稱為該元素的　　　　。
3.實(shí)例:①　　　　、　　　　、　　　　和納米碳管;②氧氣和　　　　;③白磷和　　　　。
二、同分異構(gòu)現(xiàn)象
1.化合物具有相同的　　　　,但具有不同　　　　的現(xiàn)象,稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。
2.　　　　相同而　　　　不同的　　　　互稱為同分異構(gòu)體。
3.實(shí)例:同分異構(gòu)現(xiàn)象主要存在于　　　　中,如正丁烷和　　　　、乙醇和　　　　等。
【答案】元素　單質(zhì)　同素異形體　金剛石　石墨　C60(足球烯)　臭氧　紅磷　分子式　結(jié)構(gòu)　分子式　結(jié)構(gòu)　化合物　有機(jī)化合物　異丁烷　二甲醚
【核心突破】
典例1　已知:K和Ca;②CH3CHO和;③12C和14C;④(CH3)2CHCH2CH2CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)2;⑤石墨和C60;⑥NH4CNO和CO(NH2)2;⑦T和D;⑧CH3COOH和HCOOCH3;⑨氯氣和液氯。
(1)互為同位素的是　　　　　　　　(填序號,下同)。
(2)互為同素異形體的是　　　　　　　　。
(3)互為同分異構(gòu)體的是　　　　　　　　。
(4)屬于同一種物質(zhì)的是　　　　　　　　。
【答案】(1)③⑦　(2)⑤　(3)②⑥⑧　(4)④⑨
歸納總結(jié)
同位素、同素異形體和同分異構(gòu)體的比較
同位素 同素異形體 同分異構(gòu)體
定義 質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同的同種元素的原子 同種元素組成的不同單質(zhì) 分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的化合物
研究 對象 原子 單質(zhì) 化合物
化學(xué)式 用原子符號表示不同的原子 用同種元素符號表示不同的單質(zhì)組成 相同
性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)相同,物理性質(zhì)不同 化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)不同 化學(xué)性質(zhì)不一定相同,物理性質(zhì)不同
舉例 H、D、T O2、O3;紅磷、白磷;金剛石、石墨 正丁烷和異丁烷
　　訓(xùn)練1　下列物質(zhì)中,互為同分異構(gòu)體的是(　　)。
　　A.金剛石、石墨和C60 BCl和Cl
C.H2O和D2O D.乙醇和二甲醚
【答案】D
【解析】金剛石、石墨和C60互為同素異形體Cl和Cl互為同位素;H2O和D2O是由氫元素的不同核素組成的水分子;乙醇和二甲醚互為同分異構(gòu)體。
任務(wù)2　不同類型晶體的比較
【新知生成】
常見的固態(tài)物質(zhì)一般可分為　　　　和非晶體。
具有　　　　幾何外形和固定　　　　的固態(tài)物質(zhì)稱為　　　　,包括離子晶體(如　　　　)、共價(jià)晶體(如　　　　)、分子晶體(如　　　　)和金屬晶體(如銅)?！　　　?、　　　　和橡膠是常見的非晶體。
【答案】晶體　規(guī)則　熔點(diǎn)　晶體　氯化鈉　金剛石　干冰　石蠟　玻璃
【核心突破】
典例2　A、B、C、D四種晶體的性質(zhì)如下,判斷其晶體類型:
A.固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,能溶于鹽酸:　　　　。
B.能溶于CS2,不溶于水:　　　　。
C.固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,可溶于水:　　　　。
D.固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電,熔點(diǎn)為3500℃:　　　　。
【答案】金屬晶體　分子晶體　離子晶體　共價(jià)晶體
歸納總結(jié)
晶體類型的判斷方法
(1)根據(jù)物質(zhì)類別判斷:離子化合物(強(qiáng)堿和大多數(shù)鹽)都是離子晶體;共價(jià)分子(單質(zhì)或化合物)是分子晶體;常見的共價(jià)晶體,如二氧化硅、碳化硅、金剛石、晶體硅等。
(2)根據(jù)微粒間作用力判斷:離子晶體一定有離子鍵,可能有共價(jià)鍵;分子晶體一定有分子間作用力,一定無離子鍵,有些可能在分子內(nèi)存在共價(jià)鍵;共價(jià)晶體一定有共價(jià)鍵,一定沒有離子鍵。
(3)不同晶體類型的物質(zhì)熔點(diǎn)或硬度一般規(guī)律判斷:共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體。
訓(xùn)練2　下表數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)。
物質(zhì) NaCl Na2O AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2
熔點(diǎn)(℃) 801 920 1291 190 -109 2073 -57 1723
據(jù)此做出的下列判斷錯(cuò)誤的是(　　)。
A.鋁的化合物的晶體中有離子晶體
B.所列物質(zhì)中只有BCl3、干冰是分子晶體
C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
【答案】B
【解析】由表格中的數(shù)據(jù)可知,氯化鋁的熔點(diǎn)較低,屬于分子晶體,而氧化鋁、氟化鋁為離子晶體,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C和Si同主族,但氧化物的晶體類型不同,CO2屬于分子晶體,SiO2屬于共價(jià)晶體,C項(xiàng)正確;Na和Al不同主族,但對應(yīng)的氧化物都為離子晶體,D項(xiàng)正確。
課堂小結(jié)
【隨堂檢測】
1.下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯(cuò)誤的是(　　)。
A.CH3—CH2—NO2和H2N—CH2—COOH互為同分異構(gòu)體
B.O2和O3互為同素異形體
C.H和T互為同位素
D.冰和干冰為同一種物質(zhì)
【答案】D
【解析】A項(xiàng)中給出的兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)雖然不同,但其分子式相同,所以兩者互為同分異構(gòu)體,正確;B項(xiàng)中給出的兩種物質(zhì)是由同一種元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體,正確;C項(xiàng)中給出的兩種微粒為同一種元素的不同原子,互為同位素,正確;干冰的成分是CO2,而冰的成分是H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下表列出的對晶體的說明中,錯(cuò)誤的是(　　)。
選項(xiàng) A B C D
晶體名稱 碘化鉀 干冰 金剛石 碘
晶體中的粒子 陰、陽離子 分子 原子 分子
粒子間的作用力 離子鍵 共價(jià)鍵 共價(jià)鍵 分子間作用力
【答案】B
【解析】干冰和碘都是分子晶體,粒子間的作用力是分子間作用力,B項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.下列各組晶體熔化或升華時(shí),所克服的粒子間作用力屬于同種類型的是(　　)。
A.Na2O和SiO2熔化 B.冰和金剛石熔化
C.碘和干冰升華 D.氯化鈉和蔗糖熔化
【答案】C
【解析】Na2O熔化克服離子鍵,SiO2熔化克服共價(jià)鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;冰是分子晶體,金剛石是共價(jià)晶體,晶體類型不同,克服的作用力不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;碘和干冰均屬于分子晶體,升華時(shí)均克服分子間作用力,C項(xiàng)正確;氯化鈉熔化克服離子鍵,蔗糖熔化克服分子間作用力,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.氮化碳是化工行業(yè)已合成的一種硬度比金剛石還大的晶體,若已知在此化合物中各元素均處于其最高或最低價(jià)態(tài),據(jù)此推斷:
(1)氮化碳的化學(xué)式為　　　　　。
(2)氮化碳的晶體類型為　　　　　,該晶體中存在的作用力是　　　　。
(3)氮化碳可能具有的性質(zhì)或特點(diǎn)有　　　　(填序號)。
①硬度大?、谌埸c(diǎn)高?、劭梢詫?dǎo)電?、艽嬖趩蝹€(gè)分子?、菥哂锌臻g網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
【答案】(1)C3N4
(2)共價(jià)晶體　共價(jià)鍵
(3)①②⑤
2

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