学教科版选修33 3.1晶体和非晶体 课件（5）（37张）.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 一 固体的分类1 晶体 1 单晶体 如石英 云母 单晶硅或单晶锗等 2 多晶体 如各种常见金属 2 非晶体 如玻璃 松香 沥青 橡胶等 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 二 单晶体的宏观特征1 具有规则的几何形状 如食盐的晶体是正立方体 雪花是六角形的规则图案 2 具有固定的熔点 加热熔化过程中 物体的温度保持不变 3 在不同的方向上 具有不同的力学 热学 电学 光学等物理性质 也就是说 单晶体具有各向异性 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 三 多晶体的宏观特征1 没有规则的几何外形 2 具有固定的熔点 3 在不同的方向上 具有相同的物理性质 也就是说 多晶体具有各向同性 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 中国古代文人对雪花情有独钟 有很多吟唱雪花的诗句 其中 雪花六出 常用来形容雪花的形状 雪花的形状是多种多样的 如图所示 可你知道为什么它的边角连线总为正六边形吗 答案 水汽凝华结晶成的雪花和天然水冻结的冰属于六方晶系 是晶体 有规则的几何外形 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 四 非晶体的宏观特征1 没有规则的几何形状 2 没有固定的熔点 在加热熔化的过程中 物体的温度是增加的 3 在不同的方向上 具有相同的物理性质 铁块没有规则的几何形状 铁块是非晶体吗 答案 铁块虽然没有规则的几何形状 但属于晶体 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 五 同种物质的不同状态有些材料在某种条件下是晶体 在另一条件下则是非晶体 有的晶体与非晶体 在一定条件下 还可以相互转化 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 六 晶体的微观结构1 晶体的微观结构假说的内容 晶体内部的微粒是有规则地排列着的 2 假说提出的依据 晶体外形的规则性和物理性质的各向异性 3 实验验证 人们用x射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后 证实了晶体内部的粒子有规则排列的假说是正确的 4 微观结构理论的内容 1 组成晶体的物质微粒 分子 原子或离子 在空间排成阵列 呈现周而复始的有序结构 说明晶体的微观结构具有周期性特点 2 晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力 微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 5 固体特征的微观解释 1 方法 在固体界面沿不同方向画出等长直线 2 现象 单晶体在不同直线上微粒的个数不相等 说明沿不同方向微粒的排列及物质结构情况不同 在物理性质上表现为各向异性 非晶体在不同直线上微粒的个数大致相等 说明沿不同方向微粒排列及物质结构情况基本相同 在物理性质上表现为各向同性 3 同一种物质在不同条件下形成不同的晶体 石墨和金刚石都是由碳原子组成的 为什么石墨很软 而金刚石却很坚硬呢 答案 金刚石和石墨中的碳原子排列规则不同 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 七 固体新材料1 了解新材料 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 新材料的研发和应用推动了人类文明和社会的进步 5 硅是当前用途最广的半导体材料 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 2 新材料的未来 1 新材料科学正向着研究各种复合材料 例如复合金属材料 复合陶瓷材料 复合高分子材料 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 目标导航 预习导引 一 二 三 四 五 六 七 家庭 学校或机关的门锁常用 碰锁 然而使用一段时间后 锁舌就会变涩而不易被碰 造成锁门困难 这时 你可以用铅笔在锁舌上研磨几下 碰锁 便开关自如了 而且可以维持几个月之久 你知道其中的道理吗 答案 因为铅笔中含有石墨成分 利用的是石墨的润滑作用 石墨具有层状结构 层与层之间容易脱落 因而起到润滑作用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 晶体和非晶体单晶体 多晶体及非晶体的区别 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡 然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面 石蜡熔化 如图所示 那么你看到的现象及得出的结论是什么 答案 玻璃上的呈圆形 说明玻璃为各向同性 是非晶体 云母片上的呈椭圆形 说明云母片为各向异性 是单晶体 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例1 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 a 有规则几何外形的固体一定是晶体b 晶体在物理性质上一定是各向异性的c 晶体不可能转化为非晶体d 晶体有确定的熔点 非晶体没有确定的熔点解析 因为外形是否规则可以用人工的方法处理 所以选项a错误 多晶体在物理性质上是各向同性的 选项b错误 实验证明晶体在适当的条件下可以转化为非晶体 选项c错误 晶体与非晶体的区别主要表现在是否有确定的熔点 选项d正确 答案 d 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 多选 某球形固体物质 其各向导热性能相同 则该物质 a 一定是非晶体b 可能具有确定的熔点c 一定是单晶体 因为它有规则的几何外形d 一定不是单晶体 因为它具有各向同性的物理性质答案 bd解析 导热性能各向相同的物体可能是非晶体 也可能是多晶体 因此 a选项错误 多晶体具有确定的熔点 因此b选项正确 物体的外形是否规则不是判断是否为单晶体的依据 应该说 单晶体具有规则的几何外形是 天生 的 而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形 当然 这只能是 后天 人为加工的 因此c选项错误 因为单晶体区别于多晶体和非晶体在于其物理性质上的各向异性 因此d选项正确 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 2015江苏单科 多选 对下列几种固体物质的认识 正确的有 导学号51140014 a 食盐熔化过程中 温度保持不变 说明食盐是晶体b 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面 熔化的蜂蜡呈椭圆形 说明蜂蜡是晶体c 天然石英表现为各向异性 是由于该物质的微粒在空间的排列不规则d 石墨和金刚石的物理性质不同 是由于组成它们的物质微粒排列结构不同答案 ad 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 晶体有固定的熔点 在熔化过程中 温度保持不变 选项a正确 蜂蜡是非晶体 熔化的蜂蜡呈椭圆形 说明云母是单晶体 选项b错误 具有各向异性的晶体的物质微粒排列规则 选项c错误 石墨是多晶体 金刚石是单晶体 组成它们的物质微粒结构不同 使得它们的物理性质不同 选项d正确 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 晶体的微观结构1 有的物质有几种晶体的解释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 白磷和红磷的化学成分相同 但白磷具有立方体结构 而红磷具有与石墨一样的层状结构 2 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 因为在不同条件下物质微粒的排列结构可以发生变化 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 3 多晶体是由许多杂乱无章地排列着的单晶体 晶粒 组成的 平常见到的各种金属材料都是多晶体 把纯铁做成的样品放在显微镜下观察 可以看到它是由许许多多晶粒组成的 晶粒有大有小 最小的只有10 5cm 最大的也不超过10 3cm 每个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形状 因为多晶体的晶粒杂乱无章地排列着 所以多晶体没有规则的几何形状 也不显示各向异性 它在不同方向的物理性质是相同的 即具有各向同性 多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点 而非晶体没有 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 如图所示 这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况 从图上可以看出 在沿不同方向所画的等长直线ab ac ad上 物质微粒的数目不同 直线ab上物质微粒较多 直线ad上较少 直线ac上更少 由于什么原因造成了单晶体的各向异性 答案 正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 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 晶体熔化时为什么有确定的熔点 答案 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 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 多选 下列叙述错误的是 a 晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列b 单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列c 非晶体有规则的几何形状和确定的熔点d 石墨的硬度比金刚石差很多 是由于它的微粒没有按空间点阵分布解析 晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否相同 也正是由于微粒按一定规律排列 使单晶体具有规则的几何形状 石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同 石墨的层状结构决定了它的质地柔软 而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强 所以金刚石有很大的硬度 答案 cd 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 多选 在两片材料不同的均匀薄片上涂一层很薄的石蜡 然后用烧热的钢针尖端分别接触两片的反面 结果薄片a上熔化的石蜡呈圆形 薄片b上熔化的石蜡呈椭圆形 由此可以判定 a a一定是晶体b b一定是晶体c a一定不是晶体d a一定不是单晶体答案 bd解析 a薄片上熔化的石蜡呈圆形 表示它的导热性是各向同性的 b薄片上熔化的石蜡呈椭圆形 表示它的导热性是各向异性的 所以b薄片一定是晶体 由于非晶体和多晶体都是各向同性的 所以a薄片可能是非晶体 也可能是多晶体 但不可能是单晶体 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 2015全国理综 多选 下列说法正确的是 导学号51140015 a 将一块晶体敲碎后 得到的小颗粒是非晶体b 固体可以分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c 由同种元素构成的固体 可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d 在合适的条件下 某些晶体可以转变为非晶体 某些非晶体也可以转变为晶体e 在熔化过程中 晶体要吸收热量 但温度保持不变 内能也保持不变 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 bcd解析 晶体敲碎后 得到的小颗粒仍为晶体 选项a错误 某些晶体在不同方向上有不同的光学性质 选项b正确 同种元素构成的固体 可形成不同的晶体 比如金刚石和石墨 选项c正确 在合适条件下 某些晶体和非晶体可相互转变 选项d正确 晶体在熔化过程中 温度不变 内能增加 选项e错误 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 三 固体新材料1 新材料的特殊性能 1 超高强度 2 超高硬度 3 超塑性 4 各种特殊的物理性质 如磁性 超导性等 2 新材料 1 各种复合材料 复合金属材料 复合陶瓷材料 复合高分子材料 2 纳米材料 3 机敏材料 同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能 4 生物医学材料 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 例3 多选 国家游泳中心 水立方 像一个透明的水蓝色的 冰块 透过它 游泳中心内部设施尽收眼底 这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做etfe 四氟乙烯和乙烯的共聚物 的膜材料 这种膜材料属于非晶体 那么它具有的特性是 a 在物理性质上具有各向同性b 在物理性质上具有各向异性c 具有一定的熔点d 没有一定的熔点解析 非晶体没有一定的熔点 在物理性质上表现为各向同性 答案 ad 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 利用扫描隧道显微镜 stm 可以得到物质表面原子排列的图像 从而可以研究物质的构成规律 如图中的照片是一些晶体材料表面的stm图像 通过观察 比较 可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的 具有一定的结构特征 则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点 1 2 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 答案 1 在确定方向上原子有规律地排列 在不同方向上原子的排列一般不同 2 原子的排列具有一定的对称性解析 本题通过扫描隧道显微镜研究晶体材料的构成规律 尽管不同材料的原子在空间排列情况不同 但原子都是按照一定规律排列的 都具有一定的对称性 案例探究 方法规律 正确理解晶体的各向异性关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 a 可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体b 一块均匀薄片 沿各个方向对它施加拉力 发现其强度一样 则此薄片一定是非晶体c 一个固体球 如果沿其各条直线方向的导