高中物理 第三章 固体和液体 1 晶体和非晶体课件 教科版选修33.ppt

1晶体和非晶体 第三章固体和液体 学习目标 1 知道固体分为晶体和非晶体两大类 知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别 2 知道晶体分为单晶体和多晶体 3 了解晶体的微观结构和固体性质的微观解释 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 晶体和非晶体 1 固体可以分为和两类 晶体又可以分为晶体与晶体 2 金刚石 食盐 石英 云母 明矾 硫酸铜 味精 蔗糖等是 玻璃 松香 沥青 橡胶 蜂蜡等是 晶体 非晶体 单 多 晶体 非晶体 3 晶体和非晶体的区别 没有 没有 熔点 同性 有 有 异性 没有 有 熔点 熔点 同 性 二 晶体的微观结构和固体性质的微观解释 1 晶体的微观结构晶体中的微粒是有的 排列的结构称为结构 并影响晶体的许多特性 2 固体性质的微观解释 1 构成固体的微粒排列紧密 绝大多数粒子只能在各自附近做小范围的无规则振动 所以固体具有固定的和 2 同一种物质微粒 因为排列结构不同可以形成不同的 从而表现出的物理性质 规则 周期 点阵 平衡位置 形状 体积 晶体结构 不同 1 判断下列说法的正误 1 所有晶体都具有天然 规则的几何外形 2 没有固定熔点的固体一定是非晶体 3 物理性质表现为各向同性的一定是非晶体 4 同一种物质只能形成一种晶体 5 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 即学即用 答案 2 某球形固体物质 其各向导热性能不相同 则该物体一定是 答案 晶体 重点探究 1 如图1甲所示是日常生活中常见的几种晶体 图乙是生活中常见的几种非晶体 请在图片基础上思考以下问题 一 晶体和非晶体 导学探究 甲 乙 图1 答案 答案单晶体有规则的几何外形 多晶体和非晶体无规则的几何外形 没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗 答案不是 由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的 所以多晶体也没有确定的几何外形 晶体与非晶体在外观上有什么不同 2 在云母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片及玻璃片的另一面 石蜡熔化 如图2所示 那么你看到的现象及得出的结论是什么 图2 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相同 答案 1 判断晶体与非晶体 单晶体与多晶体的方法 1 区分晶体与非晶体的方法 看其有无确定的熔点 晶体具有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体 2 区分单晶体和多晶体的方法 看其是否具有各向异性 单晶体表现出各向异性 而多晶体表现出各向同性 知识深化 2 各向异性的表现在物理性质上 单晶体具有各向异性 而非晶体及多晶体则是各向同性的 通常所说的物理性质包括弹性 硬度 导热性能 导电性能 光的折射性能等 单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同 也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测量结果不同 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 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 常见的金属属于多晶体 故b错 大盐粒磨成细盐 细盐仍是形状规则的晶体 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 用烧热的针接触其背面一点 蜡熔化的范围如图3 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 答案 解析 图3 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 解析由题图 a 知 甲 乙的导热性能呈各向同性 丙的导热性能呈各向异性 由题图 b 知 甲 丙有固定的熔点 乙没有固定的熔点 所以甲 丙是晶体 乙是非晶体 判断晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点 单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形以及是否为各向异性 二 晶体的微观结构固体性质的微观解释 1 单晶体具有规则的几何外形 物理性质方面表现为各向异性 而非晶体却没有规则的几何外形 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 导学探究 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 原子间的作用力很强 所以金刚石的硬度大 石墨是层状结构 原子间的作用力较弱 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 3 固体为什么有一定的体积和形状 晶体为什么会表现各向异性 答案 答案构成固体 晶体或非晶体 的微粒排列非常紧密 微粒之间的引力很大 绝大多数粒子只在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动 所以固体具有固定的形状和体积 晶体在不同的方向上微粒排列的情况不同 所以晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质 即各向异性 1 单晶体 多晶体及非晶体的异同 知识深化 2 对晶体的微观解释 1 对单晶体各向异性的解释图4为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况 在沿不同方向所画的等长线段ab ac ad上物质微粒的数目不同 线段ab上物质微粒较多 线段ad上较少 线段ac上更少 因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同 才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同 图4 2 对晶体具有确定熔点的解释给晶体加热到一定温度时 一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力 离开平衡位置 使规则的排列被破坏 晶体开始熔化 熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列 温度不发生变化 3 有的物质有几种晶体 这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构 例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石 二者在物理性质上有很大的不同 特别提醒多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体 晶粒 组成 每个小晶粒都是一个小单晶体 具有各向异性的物理性质和规则的几何外形 由于晶粒在多晶体内杂乱无章地排列着 所以多晶体没有规则的几何形状 也不显示各向异性 答案 例3 多选 下列说法正确的是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 凡具有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内部结构决定的 解析 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 具有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4 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5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 答案 解析 图5 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 达标检测 1 晶体和非晶体 下列固体中全是由晶体组成的是a 石英 云母 明矾 食盐 铜b 石英 玻璃 云母 铜c 食盐 雪花 云母 硫酸铜 松香d 蜂蜡 松香 橡胶 沥青 答案 1 2 2 晶体和非晶体的微观结构 多选 下列关于晶体和非晶体 正确的说法是a 晶体内部的物质微粒是规则排列的 而非晶体内部的物质微粒排列是不规则的b 晶体内部的微粒是静止的 而非晶体内部