从微观结构看物质的多样性教材分析一、同素异形现象1.同素异形体金刚石和石墨都是由碳元素组成的，可是性质却存在着差异。依据物质的结构决定物质的性质推理，金刚石和石墨中碳原子的结合方式不同，排列结构必然有所不同。经过科学研究发现：石墨晶体呈层状结构。同一层中的碳原子以共价键结合。每个碳原子与其他碳原子形成三个共价键，同一层原子排列成平面正六边形结构，层与层之间是以较微弱的分子间作用力结合，易滑动，所以石墨可作高温润滑剂，又由于石墨中的碳原子只形成了3个共价键，剩一个单电子（未成键）可自由移动，因此石墨可导电，可作电极。例如干电池的正极为石墨电极。金刚石中的碳原子之间彼此通过共价键连接，并形成空间立体网状的结构，碳原子最外层4个电子都参与成键，无未成键电子存在，因此金刚石结构牢固，硬度大，且不导电。总之，构成金刚石和石墨的微粒碳原子相同，但由于其排列方式发生了变化，因此性质上出现了差异。但在一定条件下能相互转化。像金刚石和石墨这样由一种元素形成几种不同单质的现象叫做同素异形现象。由同一种元素形成的不同单质，叫做这种元素的同素异形体。2.常见的几种同素异形体（1）碳的同素异形体除金刚石和石墨外，碳元素还能形成富勒烯〔如：C60、C70和单层或多层的碳纳米管等〕。（2）氧的同素异形体氧元素也存在着同素异形体，如：O2和O3（臭氧）。其中臭氧呈淡蓝色，氧化性极强，具有消毒杀菌的作用。它们可在一定条件下相互转化。3O22O32O33O2O3是地球的“保护伞”，在离地面15～50km的大气同温层中，存在着O3，它可以吸收太阳光中大量的紫外线，从而避免了地球上的生物受到伤害。目前出现了臭氧空洞，其原因是制冷剂氟利昂的使用，喷气式飞机的使用等因素。（3）磷的同素异形体磷的同素异形体有红磷、白磷等。红磷的结构比较复杂，高中不作要求，白磷是空间正四面体结构，其化学式为P4，四个P原子分别位于正四面体的四个顶点上，每个分子中含有6条P—P共价键（参见课本图1－15白磷和红磷）。白磷是一种白色或淡黄色蜡状的固体，有剧毒，不溶于水，但能溶于CS2。把白磷隔绝空气加热到260℃，就会转变成红磷。红磷是红棕色粉末状的固体，没有毒，不溶于水，也不溶于CS2。红磷加热到416℃时就升华，它的蒸气冷却后变成白磷。白磷的着火点是40℃；红磷的着火点是240℃。白磷受到轻微的摩擦或被加热到40℃，就会发生燃烧现象。所以，白磷必须贮存在密闭容器中，少量的白磷可保存在水里。白磷和红磷的着火点虽然不同，但燃烧以后，都生成五氧化二磷。五氧化二磷极易吸水，是一种强干燥剂。白磷在空气里，即使在常温下，也会缓慢地氧化，氧化时会发光，在暗处可以清楚地看见。思考题：如何证明红磷和白磷是同素异形体？请你设计一个合理的实验来证明。（4）硫的同素异形体用心爱心专心硫的同素异形体有斜方硫、单斜硫、弹性硫等。二、不同类型的晶体1.晶体具有规则的几何外形的固体叫晶体。如：NaCl是无色立方晶体，它的外表是由六个正方形构成的。不具有规则的几何外形的固体，叫非晶体。如：沥青、玻璃、松香等没有规则外形，是非晶体。2.离子晶体离子间通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。以离子键结合的化合物是离子化合物，离子化合物在常温下以离子晶体的形式存在。如：NaCl、CuSO4、KNO3等离子化合物，在常温下都是离子晶体。（1）离子晶体结构模型离子晶体中的阴、阳离子不是杂乱无章地堆积，而是按一定规律在空间排列。在每个阳离子周围排列着一定数目的阴离子，在每个阴离子周围排列着一定数目的阳离子，阴、阳离子由静电相互作用力结合。如：在NaCl晶体中，不存在单个的NaCl分子，每个Na+周围同时有6个Cl－，每个Cl－周围同时也有6个Na+。（2）离子晶体的物理性质①离子晶体具有较高的熔点、沸点，难挥发。由于离子晶体中的离子键的存在，所以要克服离子间的相互作用力使物质熔化、沸腾，就需要较多的能量。因此离子晶体具有较高的熔点、沸点和难挥发的性质。如：熔点：NaCl为801℃、CsCl为645℃。沸点：NaCl为1413℃、CsCl为1290℃。②离子晶体硬而脆。离子晶体中，阴、阳离子之间较强的作用力，导致离子表现出...
