同素异形现象、同分异构现象.ppt

第三单元从微观结构看物质的多样性
碳元素的单质
金刚石
石墨
其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子,形似足球,故称之为“足球烯”)
富勒烯:固态碳的第三种结构形式,
三维空心球状结构。(包括C60、C70和纳米碳管等)
碳纳米管
在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛(Iijima)在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时,意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子现在被称作的“Carbon nanotube”,即碳纳米管,又名巴基管。
碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积大,性能稳定,随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性,场发射性能优良。
碳纳米管
应用:如在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高的温度而不会烧毁;用金属灌满碳纳米管,然后把碳层腐蚀掉,还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线;利用碳纳米管做为锂离子电池的正极和负极材料可以延长电池寿命,改善电池的充放电性能;利用碳纳米管制成极好的发光、发热、发射电子的准点光源,制成平面显示器等,使壁挂电视成为可能;在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10,用碳基分子电子装置取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命。
同素异形现象:同种元素形成多种不同单质的现象。
同素异形体:同一种元素形成的不同单质之间的互称。
一、同素异形现象
金刚石
石墨
原子结构
颜色状态
硬度
熔点
导电性
用途
无色透明,光彩夺目,正八面体晶体
灰黑色,不透明,细鳞片状固体
天然最硬物质
最软矿物之一
很高
很高
导电
不导电
装饰品
切割玻璃、大理石
钻探机钻头
铅笔芯
电极
坩埚
金刚石与石墨的比较:
+6
4
2
思考:金刚石和石墨的物理性质为什么不一样?
金刚石是正四面体空间网状结构,原子间的作用力很强
石墨是层状结构,层间分子间作用力弱,所以层与层间易滑动
金刚石和石墨物理性质的差异,主要是由于碳原子的成键方式和排列方式不同导致结构不同引起的
臭氧与氧气的性质对比
3O2 == 2O3
放电
同素异形体之间化学性质相似
隔绝空气加热到260℃
红磷白磷
隔绝空气加热到416℃迅速冷却
白磷:
白色或浅黄色蜡状固体,剧毒。不溶于水,易于二硫化碳,着火点是40OC,熔点44OC,在空气中能自燃,保存在冷水中。白磷隔绝空气加热到260OC得红磷.
暗红色粉末,无毒,不溶于水也不溶于二硫化碳,着火点246OC、416OC升华(隔绝空气)气体骤冷后得白磷。
红磷:
拓展视野