氧气（氧原子质量数为16）与臭氧（氧原子质量数为18）互为同素异形体对吗

题目

氧气（氧原子质量数为16）与臭氧（氧原子质量数为18）互为同素异形体对吗

答案

同素异形体由于结构不同,彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质,所以化学性质相似. 例如氧气是没有颜色、没有气味的气体,而臭氧是淡蓝色、有鱼腥味的气体；氧气的沸点-183℃,而臭氧的沸点-111．5℃；氧气比臭氧稳定,没有臭氧的氧化性强等.一定要是单质.比如氧气和臭氧,一个是O2一个是O3 金刚石和石墨,都是碳 同素异形体之间的转化不一定属于化学变化（例如：单斜硫和斜方硫）.
[编辑本段]形成方式
有三种： 1．组成分子的原子数目不同,例如：氧气O2和臭氧O3 2．晶格中原子的排列方式不同,例如：金刚石和石墨 3．晶格中分子排列的方式不同,例如：正交硫和单斜硫
[编辑本段]性质特点
化学性质：相似或略有差异 物理性质：差别很大
[编辑本段]示例
碳的同素异形体
（1）碳的同素异形体有金刚石、石墨和碳60等富勒烯,它们的不同性质是由微观结构的不同所决定的. 金刚石呈正四面体空间网状立体结构,碳原子之间形成共价键.当切割或熔化时,需要克服碳原子之间的共价键,金刚石是自然界已经知道的物质中硬度最大的材料,它的熔点高.上等无暇的金刚石晶莹剔透,折光性好,光彩夺目,是人们喜爱的饰品,也是尖端科技不可缺少的重要材料.颗粒较小、质量略为低劣的金刚石常用在普通工业方面,如用于制作仪器仪表轴承等精密元件、机械加工、地质钻探等.钻石在磨、锯、钻、抛光等加工工艺中,是切割石料、金属、陶瓷、玻璃等所不可缺少的；用金刚石钻头代替普通硬质合金钻头,可大大提高钻进速度,降低成本；镶嵌钻石的牙钻是牙科医生得心应手的工具；镶嵌钻石的眼科手术刀的刀口锋利光滑,即使用1000倍的显微镜也看不到一点缺陷,是摘除眼睛内白内障普遍使用的利器.金刚石在机械、电子、光学、传热、军事、航天航空、医学和化学领域有着广泛的应用前景. 石墨是片层状结构,层内碳原子排列成平面六边形,每个碳原子以三个共价键与其它碳原子结合,同层中的离域电子可以在整层活动,层间碳原子以分子间作用力（范德华力）相结合.石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体.天然石墨耐高温,热膨胀系数小,导热、导电性好,摩擦系数小.石墨被大量用来做电极、坩埚、电刷、润滑剂、铅笔等.具有层状结构的石墨在适当条件下使某些原子或基团插入层内与C原子结合成石墨层间化合物.这些插入化合物的性质基本上不改变石墨原有的层状结构,但片层间的距离增加,称为膨胀石墨,它具有天然石墨不具有的可绕性,回弹性等,可作为一种新型的工程材料,在石油化工、化肥、原子能、电子等领域广泛应用. （2）碳60 1985年,美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家们制造出了第三种形式的单质碳C60, C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子,形似足球,C60为黑色粉末,易溶于二硫化碳、苯等溶剂中.人们以建筑大师B.富勒的名字命名了这种形式的单质碳,称为富勒烯（fullarene）.这是因为富勒设计了称为球状穹顶的建筑物,而某些富勒烯的结构正好与其十分相似.C60曾又被称足球烯、巴基球等,它属于球碳族,这一类物质的分子式可以表示为Cn,n为28到540之间的整数值,有C50、C70、C84、C240等,在这些分子中,碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键,它们实际上是球形共扼烯. 富勒烯分子由于其独特的结构和性质,受到了广泛的重视.人们发现富勒烯分子笼状结构具有向外开放的面,而内部却是空的,这就有可能将其他物质引入到该球体内部,这样可以显著地改变富勒烯分子的物理和化学性质.例如化学家已经尝试着往这些中空的物质中加进各种各样的金属,使之具有超导性,已发现C60和某些碱金属化合得到的超导体其临界温度高于近年研究过的各种超导体,科学家预言C540有可能实现室温超导；也有设想将某些药物置入C60球体空腔内,成为缓释型的药物,进入人体的各个部位.在单分子纳米电子器件等方面有着广泛的应用前景,富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域. （3）碳纳米管 碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管,它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管,管直径一般为几个纳米到几十个纳米,多层碳纳米管是管壁的石墨层间距为0.34纳米,与平面石墨层的间距一样,不论是单层还是多层碳纳米管,前后末端类似半圆形,结构基本上与碳六十相似,使整个碳管成为一个封闭结构,故纳米碳管也是碳族的成员之一.碳纳米管非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发丝宽,是长度和直径之比很高的纤维. 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.自1991年单层碳纳米管的发现和宏观量的合成成功以来,由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域中的应用已引起了各国科学家的普遍关注,已成为富勒烯和纳米科技领域的研究热点. 利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料,如其强度为钢的100倍,重量则只有钢的1/6,被科学家称为未来的“超级纤维”；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；碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元素,利用这种方法制成的燃料不但安全性能高,而且是一种清洁能源,在汽车工业将会有广阔的发展前景；碳纳米管还可作为催化剂载体和膜材料.
氧的同素异形体
氧气与臭氧 氧气 氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味.氧气比空气重,在标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小. 在压强为101kPa时,氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体. 氧气能与很多元素直接化合,生成氧化物. 氧气是燃烧和动植物呼吸所必需的气体,富氧空气用于医疗和高空飞行,纯氧用于炼钢和切割、焊接金属,液氧用做火箭发动机的氧化剂. 生产上应用的氧气由液态空气分馏而得.实验室借含氧盐类（氯酸钾、高锰酸钾等）受热分解来制取氧气. 物理性质: ①色,味,态:无色无味气体(标准状况) ②熔沸点: ③密度:大于空气 ④水溶性:不易溶于水 ⑤贮存:天蓝色钢瓶 化学性质: 一、氧气跟金属反应： 2Mg＋O2==2MgO,剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色固体. 3Fe＋2O==2Fe3O4,红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体. 2Cu＋O2==2CuO,加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质. 二、氧气跟非金属反应： C＋O2==CO2,剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体. S＋O2==SO2,发生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体. 4P＋5O2==2P2O5,剧烈燃烧,发出明亮光辉,放出热量,生成白烟. 三、氧气跟一些有机物反应,如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳. CH4＋2O==2CO2＋2H2O 2C2H2＋5O2==4CO2＋2H2O 氧 oxygen 一种化 学元素 .化学 符号 O ,原子 序数 8 ,原子量15.9994,属周期系ⅥA族. 氧的发现 1774年英国J.普里斯特利用一个大凸透镜将太阳光聚焦后加热氧化汞,制得纯氧,并发现它助燃和帮助呼吸,称之为“脱燃素空气”.瑞典C.W.舍勒用加热氧化汞和其他含氧酸盐制得氧气虽然比普里斯特利还要早一年,但他的论文《关于空气与火的化学论文》直到1777年才发表 ,但他们二人确属各自独立制得氧.1774年,普里斯特利访问法国,把制氧方法告诉A.-L.拉瓦锡 ,后者于1775年重复这个实验,把空气中能够帮助呼吸和助燃的气体称为oxygene,这个字来源于希腊文oxygenēs,含义是“酸的形成者”.因此,后世把这三位学者都确认为氧气的发现者. 氧的存在 氧有三种稳定同位素,即氧16、氧17和氧18,其中氧 16 含量占 99.759 ％ .氧在地壳中的含量为 48.6％,居首位,氧在地球上分布极广,大气中的氧占23％,海洋和江河湖泊中到处都是氧的化合物水,氧在水中占88.8％.地球上还存在着许多含氧酸盐,如土壤中所含的铝硅酸盐,还有硅酸盐、氧化物、碳酸盐的矿物.大气中的氧不断地用于动物的新陈代谢,人体中氧占65％,植物的光合作用能把二氧化碳转变为氧气,使氧得以不断地循环.虽然地球上到处是氧,但氧主要是从空气中提取的,有取之不尽的资源. 物理化学性质 氧 是 无 色 、无 臭 、无 味 的 气 体 ,熔点－218.4℃ ,沸点－182.962℃ ,气体密度1.429克／厘米3 ,液态氧是淡蓝色的 .氧是化学性质活泼的元素 ,除了惰性气体,卤素中的氯、溴、碘以及一些不活泼的金属（如金 、铂 ）之外 ,绝大多 数非 金属和金 属 都能直接与 氧化合,但氧可以通过间接的方法与惰性气体氙生成氧化物： XeF6 + 3H2OXeO3 + 6HF 同样,氯的氧化物也可以通过间接的方法制得： 2Cl2+2HgOHgO•HgCl2+Cl2O 在常温下,氧还可以将其他化合物氧化： 2NO+O22NO2 氧可以将葡萄糖氧化,这一作用是构成生物体呼吸作用的主要反应： C6H12O6+6O26CO2+6H2O 氧的氧化态为 －2 、－ 1、＋ 2 . 氧的氧化性仅次于氟 ,因此,氧和氟发生反应时,表现为＋2价,形成氟化氧(F2O).氧与金属元素形成的二元化合物有氧化物、过氧化物、超氧化物.氧分子可以失去一个电子,生成二氧基正离子（）,形成O2PtF6等化合物. 氧气的实验室制法有：①氯酸钾的热分 ②电解水： ③氧化物热分 ④以二氧化锰做催化剂,使过氧化氢分 在宇宙飞船中 ,可利用宇航员 呼出的二氧化碳气体与超氧化钾作用,产生氧气,供宇航员呼吸用. 生产和应用 大规模生产氧气的方法是分馏液态空气 ,首先将空气压缩,待其膨氧胀后又冷冻为液态空气,由于稀有气体和氮气的沸点都比氧气低,经过分馏,剩下的便是液氧,可贮存在高压钢瓶中.所有的氧化反应和燃烧过程都需要氧,例如炼钢时除硫、磷等杂质,氧和乙炔混合气燃烧时温度高达3500℃,用于钢铁的焊接和切割.玻璃制造、水泥生产、矿物焙烧、烃类加工都需要氧.液氧还用作火箭燃料,它比其他燃料更便宜.在低氧或缺氧的环境中工作的人,如潜水员、宇航员,氧更是维持生命所不可缺少的.但氧的活性状态如 、OH以及H2O2等对生物的组织有严重的损坏作用,紫外线对皮肤和眼的损害多与此种作用有关. 臭氧 爱恨交加说臭氧 大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的危害.为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞,人们想尽一切办法,比如推广使用无氟制冷剂,以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏.世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日.由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好,其实不是这样,如果大气中的臭氧,尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多,对人类来说臭氧浓度过高反而是个祸害. 臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子.大气中90％以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10～50千米,这才是需要人类保护的大气臭氧层.还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能对阻挡紫外线有一定作用.但是,近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了. 这些臭氧是从哪里来冒出来的呢?同铅污染、硫化物等一样,它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源.在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾.臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的,比如汽车排放的氮氧化物,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧.随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象.根据专家目前所掌握的资料估计,到2005年,近地面大气臭氧层将成为影响我国华北地区空气质量的主要污染物. 研究表明,空气中臭氧浓度在0.012ppm水平时——这也是许多城市中典型的水平,能导致人皮肤刺痒,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影响,引起咳嗽、气短和胸痛等症状；空气中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就医人数平均上升7％～10％.原因就在于,作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织反应.当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应,导致肺功能减弱和组织损伤.对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显. 从臭氧的性质来看,它既可助人又会害人,它既是上天赐与人类的一把保护伞,有时又像是一剂猛烈的毒药.目前,对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层,人们已达成共识并做了许多工作.但是,对于臭氧层的负面作用,人们虽然已有认识,但目前除了进行大气监测和空气污染预报外,还没有真正切实可行的方法加以解决. 臭氧消毒原理可以认为是一种氧化反应. （1）臭氧对细菌灭活的机理： 臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速.与其它***菌剂不同的是：臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡.臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA. （2）臭氧对病毒的灭活机理： 臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形成它的蛋白质.噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上. 臭氧***菌的彻底性是不容怀疑的. 破坏臭氧层,危害我们每一个人. 紫外线从多方面影响着人类健康.人体会发生如晒斑、眼病、免疫系统变化、光变反应和皮肤病(包括皮肤癌)等.皮肤癌是一种顽固的疾病,紫外线的增长会使患这种病的危险性增大.紫外线光子有足够的能量去破裂双键.中短波紫外线会透人皮肤深处,使人的皮肤产生炎症,人体的遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)受到损害,使正常生长的细胞蜕变成癌细胞并继续生长成整块的皮肤癌.也有说太阳光渗透进皮肤的表层.紫外线辐射轰击着皮肤细胞核内的DNA基本单位,使许多单位溶化成失去作用的碎片.这些毛病的修复过程可能会出现不正常,从而导致癌变.流行病学已证实厂非黑瘤皮肤癌的发病率与日晒紧密相关.各种类型皮肤的人都有患非黑瘤皮肤癌的可能,但在浅色皮肤人群中发病率较高.动物实验发现,紫外线中,紫外线B波长区是致癌作用最强的波长区域. 据估计,总臭氧量减少1％(即紫外线B增强2％),基础细胞癌变率将增加约4％.近来的研究发现,紫外线B可使免疫系统功能发生变化.有的实验结果表明,传染性皮肤病可能也与由臭氧减少而导致的紫外线B增强有关.据估计总臭氧量减少1％,皮肤癌的发病率将增加5％-7％,白内障患者将增加0．2％—0．6％.自1983年以来,加拿大皮肤癌的发病率己增加235％,1991年皮肤病患者已多达4．7万人.美国环保局局长说,美国在今后50年内死于皮肤癌者,将比过去预计的增加20万人.澳大利亚人喜欢晒日光浴,把皮肤晒得黑黑的.尽管科学家反复告诫多晒太阳会导致皮肤癌、他们对黑肤色还是乐此不疲.结果,直到澳大利亚人皮肤癌的发病率比世界上其他地方高出1倍时,才醒悟过来.全世界患皮肤癌的人已占癌症患者总人数的1／3. 联合国环境规划署曾警告说,如果地球的臭氧层会继续按照目前的速度减少并变薄,那么到2000年时全世界患皮肤癌的比例将增加26％,达到30万人.如果下个世纪初臭氧层再减少10％,那么全世界每年患白内障的人有可能达到16万-175万人. 受紫外线侵害还可能会诱发麻疹、水痘、疟病、疤疹、真菌病、结核病、麻风病、淋巴癌. 紫外线的增加还会引起海洋浮游生物及虾、蟹幼体、贝类的大量死亡,造成某些生物灭绝.紫外线照射结果还会使成群的兔子患上近视眼,成千上万只羊双目失明. 紫外线B削弱光台作用 根据非洲海岸地区的实验推测,在增强的紫外线B照射下,浮游生物的光合作用被削弱约5％.增强的紫外线B还可通过消灭水中微生物而导致淡水生态系统发生变化,并因而减弱了水体的自净化作用.增强的紫外线B还可***死幼鱼、小虾和蟹.如果南极海洋中原有的浮游生物极度下降,则海洋生物从整体上会发生很大变化.但是,有的浮游生物对紫外线很敏感,有的则不敏感.紫外线对不同生物的DNA的破坏程度有100倍的差别. 严重阻碍各种农作物和树木的正常生长 有些植物如花生和小麦,对紫外线B有较好的抵御能力,而另一些植物如莴苣、西红柿、大豆和棉花,则是很敏感的.美国马里兰大学农业生物技术中心的特伦莫拉用太阳灯对6个大豆品种进行了观察实验,结果显示其中3个大豆品种对紫外线辐射极为敏感.具体表现为,大豆叶片光合作用强度下降,造成减产,同时也使大豆种于蛋白质和油脂含量下降.大气臭氧层损失1％,大豆也将减产1％. 特伦莫拉还用了4年时间,对高剂量紫外辐射给树木生长造成的影响进行了观察.结果表明,木材积累量明显下降,它们的根部生长也因而受阻. 对全球气候的不良扰乱作用 平流层上层臭氧的大量减少以及与此有关的平流层下层和对流层上层臭氧量的增长,可能会对全球气候起不良的扰乱作用.臭氧的纵向重分布可能使低空大气变暖,并加剧由二氧化碳量增加导致的温室效应. 光化学大气污染 过量的紫外线使塑料等高分子材料容易老化和分解,结果又带来新的污染——光化学大气污染. 但要注意：臭氧和二氧化碳虽然电子式类似,但分子结构不同.臭氧是折线形,二氧化碳是直线形.对此的解释要用到大学的无机化学知识. 美国航空航天局的科学家们最近发现,在地球南极洲上空的巨大臭氧空洞在9月份发生了明显变化,从原先的旋涡状变成了两头大、中间小的“变形虫”形状. 虽然这两年,臭氧空洞面积看上去在缩小,但科学家警告说,目前就断言臭氧层在“修复还原”还为时尚早.航空航天局的臭氧专家包罗-纽曼介绍,大气层的温度不断上升造成了空洞的缩小.在2000年,南极洲的臭氧空洞面积曾经一度达到280万平方公里,相当于3个美国大陆的面积；在2002年9月初,航空航天局的科学家们估算,空洞缩小到150万平方公里. 澳大利亚一个臭氧层研究小组曾向全世界报告了一条好消息：由于环保措施这些年来得到有效地执行,南极洲上空的臭氧空洞正在不断缩小,预计到2050年之前,这个“臭名昭著”的巨大空洞就可以完全被“填补”上了. 据报道,南极洲上空的臭氧空洞一直是困扰全世界环保人士的难题之一.最严重的时候,臭氧空洞的面积曾一度有3个澳大利亚那么大.科学家们研究发现,“吞噬”臭氧的罪魁祸首原来是大气层中的氯氟烃——一种含有氯、氟、碳三种元素的有机化合物(俗称“氟里昂”). 为了防止臭氧空洞进一步加剧,保护生态环境和人类健康,1990年各国制定了《蒙特利尔议定书》,对氯氟烃的排放量规定了严格的限制.如今,这些年来环保组织的不懈努力终于获得了回报：臭氧又回来了!澳大利亚英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的大气研究专家保罗·弗雷舍激动地说：“这是一条重大新闻.我们期待这一天已经很久了!”他说,虽然影响臭氧空洞缩小进度的因素还有很多,比如温室效应、气候变化等等,“但我们在将各种因素综合起来考虑之后,得出了这一结论：南极洲上空的臭氧空洞不出50年便会完全消失”.
[编辑本段]同素异形体和同位素的区别
同素异形体是指同种元素的不同单质, 它们是单质,换句话说它是物质 .比如石墨和金刚石,它们是物质把?而不只是一种元素把?所以它们是同素异形体. 而同位素是中子数不同但质子数相同的同种元素,它只是元素, 比如 ,没有中子的H1和有一个中子的2H 或者 C12和C14 那么它们只是元素而已 它们不是单独的物质 所以 它们是同位素 . H2和H3的话 H3是3个氢原子 H2是两个氢原子 那么它们是不同的物质 它们是同素异形体 . 而如果你的意思是 H3是指质量数为3的H元素 那么它们是元素 是同位素.
[编辑本段]同分异构现象
同分异构现象是指有机物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象. 常见的异构类型 1.碳链异构 由于分子中碳链形状不同而产生的异构现象.如正丁烷和异丁烷. 2.位置异构 由于取代基或官能团在碳链上或碳环上的位置不同而产生的异构现象. 如: 1-丁炔 与 2-丁炔 1-丙醇 与 2-丙醇 3.官能团异构 分子中由于官能团不同而产生的异构现象. 如:单烯烃与环烷烃,醇与醚,醛与酮,炔烃与二烯烃,酯和羧酸,酚和芳香醇. 4.立体异构：结构相似,但由于微小偏差导致结构不同 (1)顺反异构：立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,一般指烯烃的双键或多取代环烃的取代基位于环的不同侧造成的同分异构. (2)光学异构：构造相同的分子,如使其一平面偏振光向右偏转,另一侧向左.则两种互为光学异构体. 5.构象异构：同一种化合物的构象,可通过单键旋转由一种变为另一种,则这两种互为构象异构体.