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2019-2020年高中化学必修2从微观结构看物质的多样性合作与讨论1.什么是同素异形体？我的思路：氧气和臭氧：氧气和臭氧都是由氧元素组成的两种性质不同的单质，像这样由同一种元素形成的几种因结构差异，而造成性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。许多元素都存在同素异形体。 常见的同素异形体有：碳的同素异形体金刚石、石墨；氧的同素异形体氧气和臭氧；磷的同素异形体红磷和白磷；硫也有同素异形体。2.金刚石和石墨我的思路：（1）金刚石的晶体结构 金刚石晶体中的构成微粒是碳原子。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。 （2）石墨的晶体结构石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子结合，形成正六连形蜂巢状的平面层状结构。 在金刚石（I）和石墨（II）的晶体里碳原子排列的情况： （3）C60 近年来，科学家们发现除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并在研究中取得重要进展的是C60分子。 C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球（如图所示），因此又名足球烯。 C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。3.氧气和臭氧我的思路：氧气是维持我们生命不可欠缺的重要物质，它占了地表附近空气的21%，这些大气中的氧气是从地球形成后就存在了吗?地球是在大约四十六亿年前形成的。炽热的地球和冰凉的海洋诞生时的大气几乎都是二氧化碳，当时并没有氧的存在。地球的海里出现生命进化之际，才有进行光合作用的生物（最初是细菌，接着是植物）诞生。这些进行光合作用的生物利用阳光制造养分，并生成副产物氧气。氧气逐渐累积，变成生物呼吸最重要的氧气。我们呼吸所摄取的氧气是由两个氧原子所构成的氧分子。氧分子在上空被太阳的紫外线照射变成一个氧原子。氧原子和氧分子结合，形成有三个氧原子的分子，这就是臭氧。由此可知，氧分子和臭氧分子同样是由氧原子组成的，但两者的性质却全然不同。臭氧分子比氧分子更不易和氧原子结合，而较易和其他物质发生反应。因此臭氧分子通常用来漂白、脱臭及杀菌。由于它容易和生物的蛋白质、酵素、DNA等分子发生反应，故对生物有害。氧气没有味道，臭氧则有一种特殊的异味。臭氧这个名词是从叙利亚语意指气味ozein的转变而来的。因为臭氧也会在电流放电时形成，所以在感应电线圈的实验中，当火花四处飞溅时发出味道。此外复印机里也常飘出臭氧的气味，这是由于复印机高电压放电的缘故。大气污染物质的氮的氧化物类及碳氢化合物类在太阳光线照射下亦会生成臭氧。在化学烟雾中恶名昭彰的强氧化剂主要成分就是臭氧。 因易于发生反应，故对生物有害。 氧气没有味道，臭氧则有一种特殊的异味。4.红磷和白磷我的思路：磷的原子结构中最外层为五个电子,最高价为+5价,最低价为-3价。磷单质有两种最常见的同素异形体即白磷和红磷。红磷和白磷是同种元素形成的不同单质，但它们与Cl2反应都有三氯化磷和五氯化磷生成，与O2反应都生成五氧化二磷，并可彼此转化，因此证明白磷和红磷是“同素”又是“异形”。白磷是正四面体分子，无色蜡状固体，有蒜臭、剧毒、难溶于水、易溶于二硫化碳、在空气中发磷光；红磷是长链形分子，暗红色粉末，无臭味、无毒、不溶于水和二硫化碳，不发磷光。 5.不同晶体的性质比较我的思路：按照结构微粒和微粒间作用力的性质,晶体可以分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。晶体熔沸点的高低,取决于组成晶体微粒间的作用力大小。微粒间的作用力越大,晶体的熔沸点越高,微粒间的作用力越小,熔沸点越低。在原子晶体中,由于晶体结构微粒之间以共价键结合,键长较短,键能较大,原子之间排列紧密,不易被外力所破坏。所以原子晶体熔点、沸点一般都很高。原子晶体很少,例如金刚石、石英(SiO2)、单晶硅和金刚砂(SiC)等。在离子晶体中,晶体的结构微粒是阴、阳离子,微粒的作用力以较强的离子键结合,阴、阳离子结合得比较牢固,断裂离子键需要较大的能量。因此,一般来说离子晶体都具有较高的熔沸点,在离子晶体中,结构微粒间的键能越大,熔沸点越高。在分子晶体中结构微粒是分子,分子间通过范德瓦耳斯力或氢键相结合。由于范德瓦耳斯力或氢键很弱,破坏分子间这种作用力只需消耗不多的能量,所以分子晶体熔沸点一般都较低。在金属晶体中,晶体的结构微粒是金属阳离子(在金属阳离子间有自由电子)。各金属阳离子之间通过自由电子以金属键而紧密连结,由于金属键的强度一般较大,因此金属晶体一般也具有较高的熔沸点。综上所述,在离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体中,一般是原子晶体熔沸点最高,分子晶体熔沸点最低。离子晶体、金属晶体要根据具体物质结构微粒间的作用力大小来判断其熔沸点的高低,但一般介于上述两者之间。6.同分异构现象我的思路：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。如正丁烷和异丁烷。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。7.有机物种类繁多的原因我的思路：当谈到有机物种类繁多时，首先强调有机物现在已经超过了2030万种（远多于书上介绍的1000万种），而且每年新合成的30万种化合物中90%以上全是有机物。有机物为什么种类繁多？书上谈到的碳原子易形成4个共价键，易彼此成链或环只是其中一个原因，还有一个重要的原因是有机物的“同分异构现象”。