高中物理 第二章 固体、液体和气体 第一节 晶体的宏观特征 第二节 晶体的微观结构 第三节 固体新材料课件 粤教版选修33.ppt

第二章 第一节晶体和非晶体第二节晶体的微观结构第三节固体新材料 目标定位1 能说出晶体和非晶体的特点及区分方法 能说出单晶体和多晶体的区别 2 了解晶体结构的认识过程 知道晶体内部结构的特点 3 了解材料科学技术的有关知识及应用 体会它们的发展对人类生活 社会发展的影响 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 晶体和非晶体 1 观察玻璃 蜂蜡 塑料 食盐 蔗糖 石英 比较它们的外形有何不同 答案 答案玻璃 蜂蜡 塑料没有规则的几何外形 食盐 蔗糖 石英有规则的几何外形 答案 2 在云母簿片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡 然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的另一面 石蜡熔化 如图1所示 那么你看到的现象及得出的结论是什么 玻璃片云母片 图1 答案玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形 说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同 云母薄片上石蜡的熔化区呈椭圆形 说明云母片沿各个方向的导热性能不同 晶体与非晶体的区别 没有 没有 各向同性 有 有 没有 各向异性 各向同性 有 答案 1 如何区分晶体和非晶体 如何区分单晶体和多晶体 答案有确定熔点的是晶体 没有确定熔点的是非晶体 单晶体和多晶体虽都有确定的熔点 但还有两点不同 其一 单晶体有天然规则的形状 多晶体没有 其二 单晶体物理性质上表现为各向异性 多晶体则表现为各向同性 答案 2 金属物体没有固定 规则的几何外形 但它们都有确定的熔点 那么金属是晶体 还是非晶体 答案金属是多晶体 多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的 没有规则的几何外形 在物理性质上表现为各向同性 但它们有确定的熔点 二 晶体的微观结构 1 晶体具有规则的外形 物理性质方面表现为各向异性 而非晶体却没有规则的外形 并且物理性质方面表现为各向同性 产生这些不同的根本原因是什么呢 答案 答案它们的微观结构不同 2 金刚石和石墨都是由碳原子构成的 但它们在硬度上差别很大 这说明什么问题 答案 答案金刚石是网状结构 原子间的作用力强 所以金刚石的硬度大 石墨是层状结构 原子间的作用力弱 所以石墨的硬度小 这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布 会形成不同的晶体 1 组成晶体的微观粒子 分子 原子或离子 按照一定的规律在空间整齐地排列 2 微观结构不同 造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同 3 组成晶体的微粒的相互作用很强 它们只能在一定的附近不停地做微小振动 平衡位置 天然水晶是晶体 而熔化以后再凝固的水晶则是非晶体 这说明了什么 答案有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 答案 1 你对固体新材料有哪些了解 答案 1 新材料有优异的性能和广阔的应用前景 2 新材料的发展与新工艺 新技术密切相关 3 新材料往往具有特殊性能 如超高强度 超高硬度 超塑性 4 新材料的研发及其应用 推动了人类文明和社会进步 5 硅是当前用途最广的半导体材料 三 固体新材料 答案 2 固体新材料未来的发展方向如何 答案 1 新材料科学正向着研究各种复合材料 研究并开发纳米材料 开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料 研究开发生物医学材料等方向发展 2 新材料的制备工艺 检测仪器和计算机应用也是今后新材料科学技术发展的重要内容 答案 题型探究 例1下列关于晶体和非晶体的说法 正确的是a 所有的晶体都表现为各向异性b 晶体一定有规则的几何形状 形状不规则的金属一定是非晶体c 大盐粒磨成细盐 就变成了非晶体d 所有的晶体都有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 答案 解析 一 晶体和非晶体 解析只有单晶体才表现为各向异性 故a错 单晶体有规则的几何形状 而多晶体无规则的几何形状 金属属于多晶体 故b错 大盐粒磨成细盐 细盐仍是形状规则的晶体 在放大镜下能清楚地观察到 故c错 晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 故d对 例2在甲 乙 丙三种固体薄片上涂上蜡 用烧热的针接触其上一点 蜡熔化的范围如图2 a 所示 而甲 乙 丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图 b 所示 则 图2 a 甲 乙是非晶体 丙是晶体b 甲 丙是晶体 乙是非晶体c 甲 丙是非晶体 乙是晶体d 甲是非晶体 乙是多晶体 丙是单晶体 答案 解析 解析由题图 a 知 甲 乙的导热性呈各向同性 丙的导热性呈各向异性 由题图 b 知 甲 丙有固定的熔点 乙没有固定的熔点 所以甲是多晶体 乙是非晶体 丙是单晶体 解析晶体的外形 物理性质都是由晶体的微观结构决定的 a b d正确 各向同性的物质不一定是非晶体 多晶体也具有这样的性质 c错误 例3下列说法不正确的是a 晶体具有天然规则的几何形状 是因为物质微粒是规则排列的b 有的物质能够生成种类不同的几种晶体 因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构c 凡各向同性的物质一定是非晶体d 晶体的各向异性是由晶体的微观结构决定的 二 晶体的微观结构 答案 解析 a 石墨是晶体 石墨烯是非晶体b 石墨是单质 石墨烯是化合物c 石墨 石墨烯与金刚石都是晶体d 他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的 针对训练 多选 2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫 以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究 他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小 最终寻找到了厚度只有0 34nm的石墨烯 是碳的二维结构 如图3所示为石墨 石墨烯的微观结构 根据以上信息和已学知识判断 下列说法中正确的是 图3 答案 解析 解析石墨 石墨烯 金刚石都为晶体且都为单质 a b错误 c正确 两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的 d正确 故正确的答案为c d 固体 晶体 单晶体 物理性质各向异性有规则的几何外形有确定的熔点 多晶体 物理性质各向同性有确定的熔点 晶体的微观结构 非晶体 无规则的几何外形无确定的熔点物理性质各向同性 固体新材料 新材料的特征新材料的未来 达标检测 a 食盐是正方体 而蜂蜡无规则形状b 石墨可导电 沥青不能导电c 冰熔化时 温度保持不变 松香受热熔化时 温度持续升高d 金刚石密度大 石墨密度小 1 晶体和非晶体 多选 下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别 答案 解析 1 2 3 4 解析单晶体有规则的几何外形 具有确定的熔点 而非晶体没有 据此知a c正确 a 单晶体b 多晶体c 非晶体d 金属 2 晶体和非晶体 一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品 长ab是宽ad的两倍 如图4所示 如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴o1o1 和o2o2 方向测量 结果阻值均为r 则这块样品可能是 答案 解析 1 2 3 4 图4 解析用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴o1o1 o2o2 方向测量结果均相同 说明该物体沿o1o1 和o2o2 方向电阻率 即导电性能 不同 即表现出各向异性的物理性质 所以a正确 如果是普通金属 可以分析出沿o1o1 方向电阻比较大 1 2 3 4 a 晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同b 晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同c 晶体内部结构的无规则性d 晶体内部结构的有规则性 3 晶体的微观结构 多选 晶体具有各向异性的特点是由于 答案 解析 1 2 3 4 解析晶体的各向异性取决于晶体内部结构