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從微觀結構看物質的多樣性
專題5 微觀結構與物質的多樣性
(1)同一種元素能夠形成幾種不同的單質，這種現象稱為同素異形現象
(2) 同一種元素能夠形成幾種不同的單質，這些單質之間互稱為這種元素的 。
一、同素異形現象
1．同素異形現象和同素異形體
同素異形體
物質 金剛石 石墨 足球烯(C60)
物理性質 顏色狀態 無色透明固體 灰黑色固體 灰黑色固體
硬度熔點 堅硬、熔點很高 質軟、熔點高 硬度小、
熔點低
導電性 不導電 導電 不導電
(1)碳的同素異形體
物質 金剛石 石墨 足球烯(C60)
微觀結構
空間網狀結構
平面網狀結構
封閉籠狀結構
差異分析 碳原子的 和 不同
成鍵方式
排列方式
(2)氧的同素異形體
成鍵方式
個數
(3)磷的同素異形體
(1)組成元素：只含有一種元素
對同素異形體的理解
(2)物質類別：互為同素異形體的只能是單質
(3)性質關系：同素異形體之間的物理性質有差異，但化學性質相似
(4)相互轉化：同素異形體之間的轉化屬于化學變化，因為轉化過程中有化學鍵的斷裂與形成
(5)同素異形體之間的轉化既有單質參加，又有單質生成，但由于沒有涉及化合價的變化，一般認為這種轉化屬于非氧化還原反應
(1)化合物具有相同的 ，但具有不同 的現象，稱為同分異構現象
(2)分子式相同而結構 的化合物互稱為同分異構體
(3)同分異構現象主要表現在有機化合物中
二、同分異構現象
1．同分異構現象和同分異構體
分子式
結構
不同
1．判斷正誤
(1)水、重水、超重水互為同素異形體
(2)CH3—CH===CH2與CH2CH2CH2互為同分異構體
分
子
結
構 結構簡式 CH3CH2CH2CH3 　
球棍模型 　
結論 分子結構不同
沸點 -0.5℃ -11.7℃
差異分析　 原子的連接方法不同，化學鍵的類型相同，物質類別相同
C2H6O
不同
不同
不同
(1)從物質看：互為同分異構體的物質只能是化合物。它們之間的轉化屬于化學變化，若共存則為混合物
四角度認識同分異構體
(2)從分子式看：互為同分異構體的化合物，其分子式相同，相對分子質量也相同，但相對分子質量相同的化合物分子式不一定相同，如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相對分子質量均為46
(3)從結構看：互為同分異構體的化合物，空間結構不同
(4)從性質看：互為同分異構體的化合物，物理性質不同，化學性質可能相似
【學習小結】
同素異形體 同分異構體 同位素
相同點
不同點
研究對象
同一種元素
結構不同
分子式相同
分子結構不同
質子數相同的同種元素
中子數不同
單質
化合物
原子
3．下面列出了幾組物質或微粒，請將合適的序號填寫在空格上。
①金剛石與“足球烯”(C60)；②D與T；③16O、17O和18O；④氧氣(O2)與臭氧(O3)；⑤乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)
(1)是同素異形體的 。
(2)是同位素的 。
(3)是同分異構體的 。
①④
②③
⑤
1．科學家發現C60后，近年又合成了許多球形分子，如C50、C70、C120、C540等，它們互稱為(　　 )
A．同一種物質　　　　　 B．同分異構體
C．同素異形體 D．同位素
2．下列說法不正確的是(　　 )
A．核素21H的中子數是0
B．12C和 14C互為同位素
C．金剛石、石墨和富勒烯互為同素異形體
D．CH3CH2OH和CH3OCH3互為同分異構體
(1)互為同位素的是 (填序號，下同)。
(2)互為同素異形體的是 。
(3)互為同分異構體的是 。
①
③
②
1．閃電時空氣中有臭氧生成。下列說法正確的是(　　 )
A．O3和O2互為同位素
B．O2比O3穩定
C．等體積O3和O2含有相同質子數
D．O3與O2的相互轉變是物理變化
A
B
常見的晶體
雪花
食鹽
干冰
鉆石
紫水晶
石英
1．常見固體物質一般可分為晶體和非晶體。
有規則的幾何外形，如氯化鈉、金剛石、干冰等。
沒有固定的熔點，一般也不具備規則的幾何外形
三、晶體與非晶體
晶體
非晶體
NaCl
1．離子晶體
(1)概念：離子晶體是由______________________________________晶體。
(2)構成粒子為____________。
(3)作用力為________。
(4)性質：①熔點______ 、硬度______。
②______時不導電，在__________下或________中能夠導電。
③無單個分子存在
(5)種類：強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類
陰、陽離子按一定方式有規則地排列形成的
陰、陽離子
離子鍵
較高
較大
固態
熔融狀態
水溶液
四、晶體類型
干冰
2．分子晶體
(1)概念：分子晶體是由____________________________________________
(2)構成微粒：______。
(3)作用力：______________。
(4)性質：①硬度____，熔、沸點____，晶體不導電。
②有單個分子存在，化學式就是分子式
(5)種類：鹵素、氧氣、氫氣等多數非金屬單質、稀有氣體、非金屬氫化 物、多數非金屬氧化物
分子之間依靠分子間作用力按一定規則排列形成的晶體
分子
分子間作用力
小
低
3．共價晶體
(1)概念：共價晶體是由________________________________________的晶體。
(2)構成微粒：______。
(3)作用力：________。
(4)性質：熔、沸點____，硬度____，一般不導電。
(5)種類：金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅
原子間通過共價鍵結合形成的空間網狀結構
原子
共價鍵
高
大
晶體 氯化鈉 金剛石 二氧化硅 干冰
熔點/℃ 801 >3 550 1 723 -78
硬度 較硬 很硬 硬而脆 軟
晶體類型 離子晶體 共價晶體 分子晶體
晶體特性 熔點較高硬度較大 熔點很高硬度很大 熔點較低硬度較小
4、金屬晶體
常見金屬晶體：
金屬單質或合金如：鈉、鉀、銅
物理性質：
有金屬光澤、導電、導熱、延展性
晶體類型 離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
晶體微粒 ____________ _____ _____ 金屬陽離子、自由電子
形成晶體
的作用力 _______ ________ ___________
___________ 金屬鍵
實例 氯化鈉、
氫氧化鉀 金剛石、二氧化硅 冰、干冰 Na、Zn
常見的幾類晶體
陰、陽離子
原子
分子
離子鍵
共價鍵
分子間作用力(或氫鍵)
1.晶體類型判斷方法：
(1)分析微粒種類：離子、分子、原子
(2)微粒間的相互作用力：離子鍵、分子間作用力、共價鍵、金屬鍵
2．物質類別與晶體類型
(1)離子化合物(強堿和大多數鹽)都是離子晶體
(2)共價分子(單質或化合物)是分子晶體
(3)常見的共價晶體，如二氧化硅、碳化硅、金剛石、晶體硅等
3、晶體的熔、沸點高低判斷
(1)先看晶體的類型
不同晶體類型的物質其熔點的一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體；但是要注意金屬晶體的熔、沸點有的很高，如鎢、鉑等，有的則很低，如汞、銫等。
(2)同一晶體類型的物質，需比較晶體內部結構粒子間作用力，作用力越大，熔、沸點越高
①共價晶體：要比較共價鍵的強弱，一般地說，原子半徑越小，形成的共價鍵越牢固，鍵能越大，其晶體熔、沸點越高。如熔點：金剛石＞碳化硅＞晶體硅。
②離子晶體：要比較離子鍵的強弱，一般地說，陰、陽離子的電荷數越大，離子半徑越小，則離子間作用就越強，其離子晶體熔、沸點越高。如熔點：MgO＞NaCl＞KCl。
③分子晶體：含有氫鍵的分子晶體，熔、沸點較高。若無氫鍵，且組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如：熔、沸點：HI＞HBr＞HCl。
2．下列各組中，既含有離子晶體、分子晶體，又含有原子晶體的是(　　 )
A．KCl、H2SO4、P4
B．CO2、Na3PO4、Mg
C．NH4F、C60、金剛石
D．Si、SiO2、K2CO3
5．有幾種晶體：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金剛石，E.晶體氬，F.干冰。
(1)屬于分子晶體的是 ，直接由原子構成的分子晶體是 。
(2)屬于原子晶體的化合物是 。
(3)直接由原子構成的晶體是 。
(4)受熱熔化時，化學鍵不發生變化的是 ，需克服共價鍵的是 。
BCEF
E
A
ADE
BCF
AD
4．我們熟悉的食鹽、金屬、刨冰、鉆石、水晶等都是晶體；而同樣透明的玻璃卻是非晶體。下列關于晶體和非晶體的本質區別的敘述中，正確的是(　　 )
A．是否是具有規則幾何外形的固體
B．是否是具有固定組成的物質
C．是否是具有美觀對稱的外形
D．內部構成微粒是否在空間呈有規則的重復排列
D

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