同素异形现象
同分异构现象
本单元以同素异形体现象和同分异构体现象为例，从微观结构的角度帮助学生认识物质的多样性。为必修2有机化合物和选修中有机化学打基础。
1、宏观辨识与微观探析：通过同分异构现象和同素异形现象，认识物质的多样性与微观结构的关系。
2、证据推理与模型认知：理解同素异形体、同分异构体的区别与联系，掌握判断“二同”的方法。
1、以碳元素的几种单质为例，认识同素异形现象。
2、以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例，认识有机物的同分异构现象。
3、学会同素异形体、同分异构华表的判断方法。
多媒体课件、相关图片
学生阅读教材“同素异形现象”部分内容。
PPT展示：几种碳元素形成的单质和结构式、球棍模型。完成下表。
表1：
单质
金刚石
石墨
足球烯
物理性质
颜色状态
硬度、熔点
导电性
阅读教材：第136页“拓展视野”，完成下表。
表2：
单质
氧气（O2）
臭氧（O3）
物理性质
化学性质
转化
差异分析
思考：
金刚石、石墨和足球烯都是由碳元素形成的单质，为什么性质有很大差异？
氧气和臭氧也是由氧元素形成的单质，性质也有很大差异？
讲解：这些物质的性质上差异很大，是因为原子的个数、原子的连接方式和成键方式不同。
板书：一、同素异形现象和同素异形体
同素异形现象：同一种元素能形成几种不同的单质的现象。
同素异形体：同一种元素形成的几种不同的单质互称为同素异形体。
讲解：同素异形体由同一种元素组成，所以化学性质相似，但因结构不同造成物理性质有很大的差异，例如：金刚石为空间立体网状结构，是自然界中天然存在的硬度最大的物质，石墨为层状结构，层层之间为分子间作用力，所以质地较软，可以用来做铅笔芯。
讲解：
(1)互为同素异形体的物质是由同一种元素形成的结构不同、性质不同的单质。
(2)同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，其转化属于化学变化。例：3O2==
2O3
PPT展示：
课堂练习1：
1.下列各组物质中，属于同素异形体的是（
）
A.16O和18O
B.红磷、白磷
C.二氧化硫、三氧化硫
D.二氧化碳、干冰
过度：同一种元素可以形成不同的单质，那么，分子式相同的物质是否也表现出结构和性质上的差异呢？
学生活动：
PPT展示：1、“正丁烷和异丁烷”
PPT展示：2、“乙醇和二甲醚”
思老：正丁烷和异丁烷，乙醇和二甲醚在结构上有什么特点？为什么性质上有差异？
板书：二、同分异构现象和同分异构体
同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。
同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
讲解：
(1)两化合物互为同分异构体的必备条件有两点：
①两者的分子式相同；
②两者的结构不同。
(2)两化合物互为同分异构体，则两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。
(3)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体(如CO和N2不互为同分异构体)。
PPT展示：
课堂练习2：
关于同分异构体的叙述正确的是（
）
A.相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
B.分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
C.同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同
D.只有少数的有机物之间存在同分异构现象
课堂小结：
本节课主要以碳元素的几种单质、氧气和臭氧为例学习了同素异形体，以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例学习了同分异构体，并从微观结构解释了性质差异的原因。使学生从微观结构上开始认识物质的性质，为以后的学习打下基础。专题5
微观结构与物质的多样性
第三章 从微观结构看物质的多样性
第1节 同素异形现象
同分异构现象
本节课学习内容是苏教版高中化学必修1专题5中《同素异形现象
同分异构现象》，通过具体实例的观察、分析、比较，帮助学生理解物质的微观结构和物质的多样性的关系，同时形成结构决定性质的认知模型。
1．以同素异形现象、同分异构现象为例认识物质的多样性与微观结构有关。
2．认识物质的结构决定物质的性质，性质的特点体现了结构的特点。
3．利用结构模型，研究物质的微观结构。
同素异形现象、同分异构现象
教具-球棍模型
教师活动
学生活动
【导入】通过前面的学习，我们知道元素只有一百多种，但物质却又上千万种，那么这一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？
【总结】同学们说的都很好，没错，因为碳原子成键的多样性，这也是含碳有机物种类繁多的原因之一，所以只有深入的了解物质的微观结构，才能更好的认识物质的多样性，今天我们还要介绍另外两种对于物质世界的多样性有着巨大贡献的情况。
【展示】请看一组图片：金刚石、石墨、纳米碳管等。
【提问】你们能说说这几种物质的异同点吗？
【提问】为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？
【展示】展示金刚石、石墨结构
【提问】请同学们认真观察思考金刚石、石墨、足球烯的微观结构如何不同以致形成的单质性质相差这么大？
【小结】同学们说得非常好，由于原子的微观排列不同，使得形成的单质性质差异很大，即同一种元素形成不同的单质，这种现象称为同素异形现象，而这样形成的不同单质互称为同素异形体。
【过渡】实际上同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。现在请大家阅读课本相关内容，讨论一下氧气和臭氧他们的性质有哪些异同。
【总结】,普及臭氧空洞，同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，那而化学性质往往比较接近。氧气和臭氧都具有氧化性，金刚石、石墨、足球烯都可与氧气反应生成二氧化碳，它们之间也可以相互转化，氧气可以在放电作用下转化为臭氧。
【总结】通过刚才的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是同种元素能形成不同的单质。同种元素可以形成不同的单质，那么分子式相同的物质在结构和性质上会不会也有差异。
【基础实验】根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为C4H10的有机化合物的分子结构模型。你能制作出几种不同的分子结构模型？
【汇报实验】你们可以作出几种不同的分子结构模型？它们有什么联系？
【总结】像这样，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，
具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。
【提问】同分异构体间性质有无差异?请同学阅读表5-10。
【过渡】再看另一个例子分子式为C2H6O的有机物可以有两种不同的结构形成不同的化合物：乙醇和二甲醚。
【讲述】同分异构现象在有机物中是普遍存在的，这是有机化合物种类繁多的原因之一。大家回忆一下，在我们学习共价键时学习了碳原子之间不同的连接方式，那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的原因是什么呢？
【思考】同素异形体、同分异构体、同位素三个有什么异同？
【总结】物质世界丰富多彩原因很多：①同种元素有不同的核素――同位素；②同种元素可以形成不同的单质――同素异形现象；③分子式相同的化合物存在同分异构现象。
思考讨论：
①碳原子之间可以形成单键、双键、叁键，也可以形成链状和环状它是含碳化合物种类繁多的原因之一。②同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物――氯化钠
氢氧化钠；同种元素可以与其它同种元素形成比例不同的化合物――氧化纳
过氧化钠等）
都是由碳元素构成的。金刚石是最硬、无色透明的；石墨是深灰色、不透明、质软、易导电的片状固体，但它们都可以与氧气反应生成二氧化碳。
思考
结构决定性质，它们的结构可能不同
构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构；
构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力；
C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球；
石墨烯是有碳原子构成的二维层状的碳材料。
拓展视野
氧气和臭氧都具有氧化性
思考并动手
两种，分子式相同，但结构不同
物理性质不一样，但这两种物质化学性质相似。
物理性质（沸点不同）不一样，但这两种物质化学性质相似。
①碳原子成键方式多样性
②存在同分异构现象
板书设计
同素异形现象
同分异构现象
一、同素异形现象
同一种元素形成不同的单质，这种现象称为同素异形现象，
而这样形成的不同单质互称为同素异形体。
物理性质不同，化学性质相似
例：金刚石、石墨、足球烯；氧气与臭氧；红磷与白磷
二、同分异构现象
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，
具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。
例：正丁烷与异丁烷；二甲醚与乙醇
物理性质不同，化学性质相似
三、“三同”异同
同素异形体
同分异构体
同位素
相同点
同种元素构成
分子式相同
质子数相同的同种元素
不同点
结构不同
结构不同
中子数不同
研究对象
单质
化合物
原子
本节课以具体的实例引出概念，通过提问，引导学生自主探究，采取启发、对比、制作模型等方法帮助学生形成和巩固概念，让学生感受化学物质的丰富多彩、化学世界的奇妙无穷，同时拓展化学知识。
