學(xué)教科版選修33 3.1晶體和非晶體 課件（5）（37張）.ppt

目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 一 固體的分類1 晶體 1 單晶體 如石英 云母 單晶硅或單晶鍺等 2 多晶體 如各種常見金屬 2 非晶體 如玻璃 松香 瀝青 橡膠等 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 二 單晶體的宏觀特征1 具有規(guī)則的幾何形狀 如食鹽的晶體是正立方體 雪花是六角形的規(guī)則圖案 2 具有固定的熔點 加熱熔化過程中 物體的溫度保持不變 3 在不同的方向上 具有不同的力學(xué) 熱學(xué) 電學(xué) 光學(xué)等物理性質(zhì) 也就是說 單晶體具有各向異性 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 三 多晶體的宏觀特征1 沒有規(guī)則的幾何外形 2 具有固定的熔點 3 在不同的方向上 具有相同的物理性質(zhì) 也就是說 多晶體具有各向同性 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 中國古代文人對雪花情有獨鐘 有很多吟唱雪花的詩句 其中 雪花六出 常用來形容雪花的形狀 雪花的形狀是多種多樣的 如圖所示 可你知道為什么它的邊角連線總為正六邊形嗎 答案 水汽凝華結(jié)晶成的雪花和天然水凍結(jié)的冰屬于六方晶系 是晶體 有規(guī)則的幾何外形 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 四 非晶體的宏觀特征1 沒有規(guī)則的幾何形狀 2 沒有固定的熔點 在加熱熔化的過程中 物體的溫度是增加的 3 在不同的方向上 具有相同的物理性質(zhì) 鐵塊沒有規(guī)則的幾何形狀 鐵塊是非晶體嗎 答案 鐵塊雖然沒有規(guī)則的幾何形狀 但屬于晶體 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 五 同種物質(zhì)的不同狀態(tài)有些材料在某種條件下是晶體 在另一條件下則是非晶體 有的晶體與非晶體 在一定條件下 還可以相互轉(zhuǎn)化 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 六 晶體的微觀結(jié)構(gòu)1 晶體的微觀結(jié)構(gòu)假說的內(nèi)容 晶體內(nèi)部的微粒是有規(guī)則地排列著的 2 假說提出的依據(jù) 晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性 3 實驗驗證 人們用x射線和電子顯微鏡對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行研究后 證實了晶體內(nèi)部的粒子有規(guī)則排列的假說是正確的 4 微觀結(jié)構(gòu)理論的內(nèi)容 1 組成晶體的物質(zhì)微粒 分子 原子或離子 在空間排成陣列 呈現(xiàn)周而復(fù)始的有序結(jié)構(gòu) 說明晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有周期性特點 2 晶體內(nèi)部各微粒之間存在著很強的相互作用力 微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振動 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 5 固體特征的微觀解釋 1 方法 在固體界面沿不同方向畫出等長直線 2 現(xiàn)象 單晶體在不同直線上微粒的個數(shù)不相等 說明沿不同方向微粒的排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況不同 在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性 非晶體在不同直線上微粒的個數(shù)大致相等 說明沿不同方向微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同 在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性 3 同一種物質(zhì)在不同條件下形成不同的晶體 石墨和金剛石都是由碳原子組成的 為什么石墨很軟 而金剛石卻很堅硬呢 答案 金剛石和石墨中的碳原子排列規(guī)則不同 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 七 固體新材料1 了解新材料 1 新材料有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景 2 新材料的發(fā)展與新工藝 新技術(shù)密切相關(guān) 3 新材料往往具有特殊性能 如超高強度 超高硬度 超塑性 4 新材料的研發(fā)和應(yīng)用推動了人類文明和社會的進步 5 硅是當(dāng)前用途最廣的半導(dǎo)體材料 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 2 新材料的未來 1 新材料科學(xué)正向著研究各種復(fù)合材料 例如復(fù)合金屬材料 復(fù)合陶瓷材料 復(fù)合高分子材料 研究并開發(fā)納米材料 開發(fā)同時具有感知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動功能的機敏材料 研究開發(fā)生物醫(yī)學(xué)材料等方向發(fā)展 2 新材料的制備工藝 檢測儀器和計算機應(yīng)用也是今后新材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容 目標導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 四 五 六 七 家庭 學(xué)?；驒C關(guān)的門鎖常用 碰鎖 然而使用一段時間后 鎖舌就會變澀而不易被碰 造成鎖門困難 這時 你可以用鉛筆在鎖舌上研磨幾下 碰鎖 便開關(guān)自如了 而且可以維持幾個月之久 你知道其中的道理嗎 答案 因為鉛筆中含有石墨成分 利用的是石墨的潤滑作用 石墨具有層狀結(jié)構(gòu) 層與層之間容易脫落 因而起到潤滑作用 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 晶體和非晶體單晶體 多晶體及非晶體的區(qū)別 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 云母薄片和玻璃片上分別涂一層很薄的石蠟 然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的反面 石蠟熔化 如圖所示 那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么 答案 玻璃上的呈圓形 說明玻璃為各向同性 是非晶體 云母片上的呈橢圓形 說明云母片為各向異性 是單晶體 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 關(guān)于晶體和非晶體 下列說法正確的是 a 有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體b 晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的c 晶體不可能轉(zhuǎn)化為非晶體d 晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點解析 因為外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理 所以選項a錯誤 多晶體在物理性質(zhì)上是各向同性的 選項b錯誤 實驗證明晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體 選項c錯誤 晶體與非晶體的區(qū)別主要表現(xiàn)在是否有確定的熔點 選項d正確 答案 d 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 1 多選 某球形固體物質(zhì) 其各向?qū)嵝阅芟嗤?則該物質(zhì) a 一定是非晶體b 可能具有確定的熔點c 一定是單晶體 因為它有規(guī)則的幾何外形d 一定不是單晶體 因為它具有各向同性的物理性質(zhì)答案 bd解析 導(dǎo)熱性能各向相同的物體可能是非晶體 也可能是多晶體 因此 a選項錯誤 多晶體具有確定的熔點 因此b選項正確 物體的外形是否規(guī)則不是判斷是否為單晶體的依據(jù) 應(yīng)該說 單晶體具有規(guī)則的幾何外形是 天生 的 而多晶體和非晶體也可以有規(guī)則的幾何外形 當(dāng)然 這只能是 后天 人為加工的 因此c選項錯誤 因為單晶體區(qū)別于多晶體和非晶體在于其物理性質(zhì)上的各向異性 因此d選項正確 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 2 2015江蘇單科 多選 對下列幾種固體物質(zhì)的認識 正確的有 導(dǎo)學(xué)號51140014 a 食鹽熔化過程中 溫度保持不變 說明食鹽是晶體b 燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面 熔化的蜂蠟呈橢圓形 說明蜂蠟是晶體c 天然石英表現(xiàn)為各向異性 是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則d 石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同 是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同答案 ad 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 晶體有固定的熔點 在熔化過程中 溫度保持不變 選項a正確 蜂蠟是非晶體 熔化的蜂蠟呈橢圓形 說明云母是單晶體 選項b錯誤 具有各向異性的晶體的物質(zhì)微粒排列規(guī)則 選項c錯誤 石墨是多晶體 金剛石是單晶體 組成它們的物質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)不同 使得它們的物理性質(zhì)不同 選項d正確 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 二 晶體的微觀結(jié)構(gòu)1 有的物質(zhì)有幾種晶體的解釋這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu) 例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石 二者在物理性質(zhì)上有很大的不同 白磷和紅磷的化學(xué)成分相同 但白磷具有立方體結(jié)構(gòu) 而紅磷具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu) 2 晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 因為在不同條件下物質(zhì)微粒的排列結(jié)構(gòu)可以發(fā)生變化 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 3 多晶體是由許多雜亂無章地排列著的單晶體 晶粒 組成的 平常見到的各種金屬材料都是多晶體 把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察 可以看到它是由許許多多晶粒組成的 晶粒有大有小 最小的只有10 5cm 最大的也不超過10 3cm 每個晶粒都是一個小單晶體 具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀 因為多晶體的晶粒雜亂無章地排列著 所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 也不顯示各向異性 它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的 即具有各向同性 多晶體和非晶體的主要區(qū)別是多晶體有確定的熔點 而非晶體沒有 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 1 如圖所示 這是在一個平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況 從圖上可以看出 在沿不同方向所畫的等長直線ab ac ad上 物質(zhì)微粒的數(shù)目不同 直線ab上物質(zhì)微粒較多 直線ad上較少 直線ac上更少 由于什么原因造成了單晶體的各向異性 答案 正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同 才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 2 晶體熔化時為什么有確定的熔點 答案 給晶體加熱到一定溫度時 一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力 離開平衡位置 使規(guī)則的排列被破壞 晶體開始熔化 熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列 溫度不發(fā)生變化 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 多選 下列敘述錯誤的是 a 晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點陣排列b 單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列c 非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點d 石墨的硬度比金剛石差很多 是由于它的微粒沒有按空間點陣分布解析 晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)決定著晶體的物理性質(zhì)是否相同 也正是由于微粒按一定規(guī)律排列 使單晶體具有規(guī)則的幾何形狀 石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同 石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地柔軟 而金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其中碳原子間的作用力很強 所以金剛石有很大的硬度 答案 cd 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 1 多選 在兩片材料不同的均勻薄片上涂一層很薄的石蠟 然后用燒熱的鋼針尖端分別接觸兩片的反面 結(jié)果薄片a上熔化的石蠟呈圓形 薄片b上熔化的石蠟呈橢圓形 由此可以判定 a a一定是晶體b b一定是晶體c a一定不是晶體d a一定不是單晶體答案 bd解析 a薄片上熔化的石蠟呈圓形 表示它的導(dǎo)熱性是各向同性的 b薄片上熔化的石蠟呈橢圓形 表示它的導(dǎo)熱性是各向異性的 所以b薄片一定是晶體 由于非晶體和多晶體都是各向同性的 所以a薄片可能是非晶體 也可能是多晶體 但不可能是單晶體 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 2 2015全國理綜 多選 下列說法正確的是 導(dǎo)學(xué)號51140015 a 將一塊晶體敲碎后 得到的小顆粒是非晶體b 固體可以分為晶體和非晶體兩類 有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)c 由同種元素構(gòu)成的固體 可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體d 在合適的條件下 某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w 某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫we 在熔化過程中 晶體要吸收熱量 但溫度保持不變 內(nèi)能也保持不變 一 二 三 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 bcd解析 晶體敲碎后 得到的小顆粒仍為晶體 選項a錯誤 某些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) 選項b正確 同種元素構(gòu)成的固體 可形成不同的晶體 比如金剛石和石墨 選項c正確 在合適條件下 某些晶體和非晶體可相互轉(zhuǎn)變 選項d正確 晶體在熔化過程中 溫度不變 內(nèi)能增加 選項e錯誤 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 三 固體新材料1 新材料的特殊性能 1 超高強度 2 超高硬度 3 超塑性 4 各種特殊的物理性質(zhì) 如磁性 超導(dǎo)性等 2 新材料 1 各種復(fù)合材料 復(fù)合金屬材料 復(fù)合陶瓷材料 復(fù)合高分子材料 2 納米材料 3 機敏材料 同時具有感知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動功能 4 生物醫(yī)學(xué)材料 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例3 多選 國家游泳中心 水立方 像一個透明的水藍色的 冰塊 透過它 游泳中心內(nèi)部設(shè)施盡收眼底 這種獨特的感覺就源于建筑外墻采用了一種叫做etfe 四氟乙烯和乙烯的共聚物 的膜材料 這種膜材料屬于非晶體 那么它具有的特性是 a 在物理性質(zhì)上具有各向同性b 在物理性質(zhì)上具有各向異性c 具有一定的熔點d 沒有一定的熔點解析 非晶體沒有一定的熔點 在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性 答案 ad 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 利用掃描隧道顯微鏡 stm 可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像 從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律 如圖中的照片是一些晶體材料表面的stm圖像 通過觀察 比較 可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的 具有一定的結(jié)構(gòu)特征 則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點 1 2 一 二 三 知識精要 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 1 在確定方向上原子有規(guī)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對稱性解析 本題通過掃描隧道顯微鏡研究晶體材料的構(gòu)成規(guī)律 盡管不同材料的原子在空間排列情況不同 但原子都是按照一定規(guī)律排列的 都具有一定的對稱性 案例探究 方法規(guī)律 正確理解晶體的各向異性關(guān)于晶體和非晶體 下列說法正確的是 a 可以根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體b 一塊均勻薄片 沿各個方向?qū)λ┘永?發(fā)現(xiàn)其強度一樣 則此薄片一定是非晶體c 一個固體球 如果沿其各條直線方向的導(dǎo)