《固体》教学课件

《固体》学习目标1．知道晶体和非晶体、单晶体和多晶体的异同点(重点)2．掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别(重点)3．知道各向异性和各向同性现象(重点)4．学会用单晶体的微观结构特点来解释单晶体外形的规则性和物理性质的各向异性(难点)学法与考法学法：①通过阅读，能说出晶体和非晶体的特点及区分方法．②通过讨论能说出单晶体与多晶体的区别．③通过老师讲解，了解晶体的微观结构，知道晶体和非晶体的内部结构考法：①考查单晶体、多晶体和非晶体的特点及它们之间的区别．②考查对晶体微观结构的理解知识导图预习导学|新知领悟1．固体分类固体可以分为________和_________两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是________，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是__________．2．晶体单晶体具有______的几何形状，多晶体和非晶体没有________的几何形状，晶体________的熔点，非晶体__________________．晶体和非晶体晶体非晶体晶体非晶体确定确定有确定没有确定的熔点3．晶体特点有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为_____________．非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作___________．由于多晶体是许多________杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是______________的．各向异性各向同性单晶体各向同性的可以根据各向异性或各向同性来鉴别单晶体和多晶体吗？微思考【答案】不能，单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性． (多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (

)A．有规则的几何外形的固体一定是晶体B．只有单晶体才有天然规则的几何外形C．晶体在物理性质上一定是各向异性的D．晶体熔化时具有确定的熔点【答案】BD【解析】单晶体有规则的几何外形，多晶体与非晶体都没有规则的几何外形，如果固体有规则的几何外形但不是天然的，而是人为加工的，则其不一定是晶体，A错误，B正确；单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性，并非所有的物理性质都表现为各向异性，多晶体在物理性质上表现为各向同性，C错误；晶体有确定的熔点，D正确．1．规则性单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的规则排列，具有____________的周期性．2．变化或转化在不同条件下，同种物质的微粒按照___________在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石．有些晶体________________可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃．晶体的微观结构空间上不同规则在一定条件下组成石墨和金刚石的物质微粒是按不同的规则排列的吗？微思考【答案】是的，同一种物质微粒可能形成不同的晶体结构，从而生成种类不同的几种晶体，金刚石与石墨是它的一个特例．

关于石墨和金刚石的区别，下列说法正确的是 (

)A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬；石墨晶体是层状结构，所以质地松软C．石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同【答案】B【解析】由化学知识知道，石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化学性质相同．它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬．显然A、C、D错误，B正确.多维课堂|

素养初培如图所示，图甲在日常生活中有两组常见的物质，图乙让一束光通过玻璃和方解石．探究晶体和非晶体问题(1)观察图甲所列举的物质，两类固体物质的外表各有什么特征？(2)图乙你看到的现象及得出的结论是什么？【答案】(1)题图甲右边的物质具有规则的几何外形，题图甲左边的物质没有规则的几何外形．(2)晶体在光学上也表现出各向异性，非晶体光学上表现出各向同性．1．晶体与非晶体的区别固体分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的几何形状①没有确定的熔点②导电、导热、光学性质表现为各向同性晶体单晶体有天然规则的形状①有确定的熔点②导热、导电、光学性质表现为各向异性多晶体一个个小晶体粒粘在一起，没有确定的几何形状①有确定的熔点②导热、导电、光学等性质表现为各向同性2.正确理解单晶体的各向异性(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同．②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．素养点评：通过晶体和非晶体探究，培养“物理观念”的核心素养．对晶体和非晶体的理解精练1

(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (

)A．可以根据各向异性或各向同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电性不同，则该球体一定是单晶体D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体【答案】CD【解析】判断固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形，单晶体具有各向异性和规则的外形，C、D正确．变式1在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法正确的是 (

)A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体甲

乙

丙

丁【答案】D【解析】由题图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由题图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，故甲为多晶体，丙为单晶体，D正确．

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．同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质．例如，碳原子如果按图甲那样排列，就成为石墨，而按图乙那样排列，就成为金刚石．探究晶体的微观结构甲石墨乙金刚石问题(1)单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．产生这些不同性质的根本原因是什么呢？(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】(1)它们的微观结构不同．(2)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．对单晶体各向异性的解释如图所示，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．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．2．对晶体具有一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，晶体开始熔解，熔解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．对多晶体特征的微观解释晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，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．4．对非晶体特征的微观解释在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性．5．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在一定条件下相互转化．素养点评：通过对晶体的微观结构的探究，培养“物理观念”和“科学思维”的核心素养．对晶体的微观结构的理解精练2

(多选)晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有一定的熔点，下列可以用来解释晶体的上述特性的是 (

)A．组成晶体的物质微粒，在空间按一定的规律排成整齐的行列，构成特定的空间点阵B．晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上微粒数目不同，微粒间距不同C．晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上的物质微粒的性质不同D．晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解晶体的空间点阵，转化为分子间势能；因此，晶体在熔化过程中保持一定的温度不变；只有空间点阵完全被瓦解，晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高【答案】ABD【解析】很多晶体都是由相同的物质微粒组成的，例如，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，不同方向上物质微粒完全一样，可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的，而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的．变式2

(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