《固体》教学课件

第二章气体、固体和液体2.4固体目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

典例分析5

当堂小练1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.2.知道单晶体和多晶体的区别.3.了解晶体的微观结构．学习目标

食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。观察食盐颗粒和松香的外形，它们的外形各有怎样的特征？再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么样的差别吗？新课导入食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。固体、液体、气体的性质是什么？

形状流动性体积形状固体不流动固定固定液体流动固定随容器形状改变而改变（不固定）气体流动不固定不固定本节课我们就对固体进行探究(1)生活中常见的固体:(2)玻璃蜂蜡塑料石英白糖食盐一组没规则形状；另一组有规则形状.上图是在日常生活中有两组常见的物质：一组是玻璃、蜂蜡、硬塑料等；另一组是盐粒、砂糖、石英.两类固体物质的外表各有什么特征？01晶体和非晶体02单晶体和多晶体03目录晶体的微观结构新课讲解01晶体和非晶体气体、固体和液体1．晶体：具有规则的几何形状．

食盐（立方体）明矾（八面体）石英（六面棱柱和2个六面棱锥）由此可知：（1）常见的晶体有:食盐晶体明矾晶体石英晶体雪花常见的晶体石英云母明矾食盐味精硫酸铜食盐硫酸铜明矾雪花白糖石英云母钻石2．非晶体：没有规则的几何形状．常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．松香沥青常见的非晶体松香玻璃蜂蜡沥青橡胶实验观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状玻璃片云母片（圆形）（椭圆形）玻璃（非晶体）在各个方向上导热性能是相同的云母（晶体）在各个方向上导热性能是不同的说明：把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象晶体导光性的各向异性oe双折射

（如方解石）普通折射

（如玻璃等非晶体）观察方解石晶体是各向异性思考与讨论常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点。它们是晶体还是非晶体?

从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的晶粒组成的。每个晶粒都是一个小的单晶体。但是，由于这些小的单晶体的取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状。晶体和非晶体有哪些差异？外形熔点固体（立方体）（八面体）（六面棱柱和2个六面棱锥）松香沥青玻璃食盐明矾石英有固定熔点无固定熔点晶体非晶体3．晶体和非晶体的差异（1）外形上：晶体有规则的几何形状；非晶体则没有规则的几何形状.（2）物理性质上：①云母导热性上表现出显著的各向异性②而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿③有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性）晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．（3）熔点：非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）非晶体具有各向同性.晶体具有各向异性，但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．(1)一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现:

例如水晶:天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体，即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的．4．晶体和非晶体间的转化(2)许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．(3)在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体．天然水晶是晶体石英玻璃是非晶体熔化后再凝固石英等晶体漫长的地址年代火山玻璃（火山喷发出来的熔岩，迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石）02单晶体和多晶体气体、固体和液体思考：多晶体与非晶体有哪些相同点和不同点？固体晶体：非晶体：多晶体单晶体有（天然）规则的几何形状有确定的熔点某些物理性质（导电、导热、光学性质）可表现为各向异性无规则的几何形状导电、导热、光学性质表现为各向同性无（天然）规则的几何形状无确定的熔点导电、导热、光学性质表现为各向同性总结固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志．温度时间固态固液共存液态T0硬软流动具有规则几何形状的固体不一定是晶体．例如：有规则形状的蜡烛不是晶体，而是非晶体。知识深化判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法03晶体的微观结构气体、固体和液体晶体呈现出很多特殊的宏观性质（外形规则、有固定熔点、各向异性等）猜一猜：晶体在微观结构上可能有什么特点？探索客观世界的一般方法：由表及里、由现象到本质17-19世纪的假说：晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的。间接探测德国物理学家劳厄食盐晶体结构德国物理学家M.von劳厄于1912年发现X射线在晶体中会发生衍射现象，推导出了晶体作为三维光栅的衍射方程，即劳厄方程，因此获得1914年的诺贝尔物理学奖。劳厄预言可以用X射线通过晶体得到的衍射图像确定晶体结构。布拉格父子在劳厄的基础上，成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构，并提出了作为晶体衍射基础的著名公式─布拉格定律，他们于1915年共同获得诺贝尔物理学奖。X射线结晶图谱20世纪70年代，通过电子显微镜观察到钍、铀原子的像1982年，扫描隧道显微镜问世，观察到原子在物质表面的排列状况下图表示在一个平面内晶体物质微粒的排列情况．AB=AC=AD。想一想：这个图能解释晶体的什么宏观特性？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，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同．如图表示在一个平面上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．各向异性的微观解释AB=AC=ADABCD石墨金刚石注意：模型图里的点只是微粒做震动的平衡位置。2.用晶体的微观结构解释晶体的特征（1）为什么晶体具有规则的几何外形？

由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的，表现在外形上具有规则的几何形状，且不同类型的晶体结构，决定了各种晶体的不同外形。（2）如何解释物理性质的各向异性呢？在不同方向上物质微粒的排列情况不同，引起晶体的不同方向上物理性质的不同。（3）晶体的熔点为什么固定？晶体溶化时，吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。非晶体熔化时，先变软，然后变成粘滞性很大的液体，温度不断升高。说一说：他们有哪些物理特性？可能有哪些用途？为什么？石墨石墨的密度小，金刚石的密度大；石墨能导电，金刚石不能导电。金刚石石墨质地松软，粉状润滑剂，制作铅笔心．金刚石有很大的硬度，可以用来切割玻璃体验：石墨的润滑作用铅芯的主要成分是石墨，请利用手边的材料，设计实验体验石墨的润滑作用。人造卫星的抛物面天线碳族新材料石墨烯碳纳米管富勒烯C60富勒烯C6012个正五边形20个正六边形你能根据微观结构判断这种材料可能的特点吗？“轻而抗压”碳族新材料石墨烯富勒烯碳纳米管碳原子组成的六角形蜂巢晶格的纳米材料，具有非常优异的光学、力学、电学特征碳族新材料——石墨烯硬薄透光性好导热系数高可弯曲石墨烯晶体管室温下石墨烯载流子迁移率高，受温度和掺杂影响小，超高频率柔性显示屏石墨烯良好的电导性、透光性及柔性，使它在透明导电方面极具优势。柔性光伏电池板石墨烯与硅结合的新型太阳能电池。超轻型飞机材料石墨烯的厚度是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍，是目前最轻最薄、最强的材料。石墨烯功能涂料石墨烯运用于涂料，可增强防腐、耐磨、散热等功能。广泛运用于船舶、车辆、桥梁、日常用具等。石墨烯具有六边形的晶格结构单层厚度仅为0.335nm。『判一判』(1)铁块没有规则的几何形状，所以是非晶体。 (

)(2)晶体具有确定的熔点。 (

)(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。 (

)(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。 (

)(5)玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状。 (

)(6)晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的。 (

)(7)晶体一定有规则的几何形状。(

)(8)有规则几何形状的固体一定是晶体。(

)(9)常见的金属是多晶体。

(

)(10)常见的金属是晶体。

(

)×√×√√×××√√【例题1】下列说法正确的是(

)A.一个固体球，若沿各条直径方向上的导电性能不同，则该球为单晶体B.一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体C.一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体D.黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体

只有单晶体才有各向异性,A项正确；多晶体和非晶体都具有各向同性，B项错误；只有晶体才有固定熔点，C项正确；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍然是晶体，D项错误。解析：AC典例分析【例题2】晶体在熔解过程中所吸收的热量主要用于（）A.破坏空间点阵结构，增加分子动能B.破坏空间点阵结构，增加分子势能C.破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能D.破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能

晶体有固定的熔点，熔解过程吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构。因为温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加。解析：B解析：【例题3】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3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()A.单晶体 B.多晶体C.非晶体 D.普通金属

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，说明该样品沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即物理性质表现为各向异性，A正确，B、C错误。如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大，D错误.A【例题4】晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段.下列说法正确的是（）A.A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动B.三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的C.三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的D.以上说法均不正确解析：

晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B、D错误，C正确。C晶体有固定的熔点，熔解过程吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加.对熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒具有足够大的动能克服微粒间的相互作用，离开振动的平衡位置，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(从能量角度来看是增加了分子势能)，温度并不发生变化．多晶体的微观结构及对其性质的解释多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(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，因为大量晶粒的杂乱无章地排列，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．多晶体的微观结构及对其性质的解释多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(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，因为大量晶粒的杂乱无章地排列，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．想一想：在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图(a)、(b)、(c)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(d)所示。则由此可判断出甲为________，乙为________，丙为________。(填“单晶体”、“多晶体”或“非晶体”)

多晶体非晶体单晶体解析：晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体的物理性质具有各向同性。学以致用·随堂检测全达标1．如图所示，四块固体中属于非晶体的是(

)答案：D解析：明矾、石英、冰块为晶体，塑料为非晶体．2．(多选)关于晶体和非晶体，下