高中物理(新教材)選修三課件3：2-4-固體 人教版

2.4固體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是晶體、非晶體、單晶體和多晶體。2.知道各向異性現(xiàn)象和各向同性現(xiàn)象。3.掌握晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別。4.會(huì)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來解釋晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性。知識(shí)梳理一、晶體和非晶體1.固體可分為

和

兩類，其中石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精、雪花等是

，而玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是

。2.晶體(1)晶體又分為

和單晶體。(2)晶體有確定的

。(3)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀。非晶體晶體多晶體晶體非晶體熔點(diǎn)3.各向異性與各向同性：有些單晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些單晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為

。非晶體與多晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作

。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1.規(guī)則性在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的

排列的，具有空間上的

。周期性各向同性規(guī)則各向異性2.多樣性(1)有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成

的晶體。那是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照

在空間分布。例如，碳原子按不同結(jié)構(gòu)排列可成為石墨或金剛石。(2)同種物質(zhì)也可能以

和

兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的。3.可轉(zhuǎn)化性(1)有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為

。(2)有些晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為

。例如，天然石英是晶體，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶體。非晶體不同不同規(guī)則晶體晶體非晶體基礎(chǔ)檢測(cè)1.判斷(1)鐵塊沒有規(guī)則的幾何形狀，所以是非晶體。(

)(2)沒有固定熔點(diǎn)的固體一定是非晶體。(

)(3)具有各向同性的固體一定是非晶體。(

)(4)有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(

)(5)同一種物質(zhì)只能形成一種晶體。(

)(6)玻璃沒有確定的熔點(diǎn)，也沒有規(guī)則的幾何形狀。(

)(7)晶體內(nèi)部的微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動(dòng)著的。(

)××××√√√2.下列說法中正確的是(

)A.常見的金屬材料都是多晶體B.只有非晶體才顯示各向同性C.凡是具有規(guī)則幾何形狀的固體都是晶體D.多晶體一定顯示各向異性解析：常見金屬材料都是多晶體，故選項(xiàng)A正確；具有規(guī)則幾何形狀的固體不一定是晶體，比如后天加工成規(guī)則形狀的蠟燭不是晶體，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；多晶體和非晶體均顯示各向同性，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。A3.有一塊長(zhǎng)方形的銅條，有關(guān)它的三種說法：①這是一塊單晶體，因?yàn)樗幸?guī)則的幾何形狀；②這是一塊多晶體，因?yàn)樗鼉?nèi)部的分子排列是不規(guī)則的；③這是一塊非晶體，因?yàn)樗奈锢硇再|(zhì)是各向同性的。這三種說法中(

)A.①②是錯(cuò)的 B.②③是錯(cuò)的C.①③是錯(cuò)的 D.都是錯(cuò)的解析：銅條雖具有規(guī)則的幾何形狀，但它是多晶體，它是由許多單晶體顆粒組合而成的，每個(gè)單晶體顆粒內(nèi)部分子排列是規(guī)則的，但構(gòu)成多晶體的單晶體顆粒的排列是不規(guī)則的，所以D正確。D4.關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(

)A.它們都由不同的空間點(diǎn)陣構(gòu)成B.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒無規(guī)則排列C.單晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的D.在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非晶體解析：空間點(diǎn)陣是晶體的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個(gè)特性，所以A錯(cuò)誤；組成物質(zhì)的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤；非晶體沒有規(guī)則的形狀，也就沒有層面的說法，即使是晶體，各個(gè)層面的微粒數(shù)也不見得相等，所以D錯(cuò)誤。B4.關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(

)A.它們都由不同的空間點(diǎn)陣構(gòu)成B.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒無規(guī)則排列C.單晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的D.在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非晶體解析：空間點(diǎn)陣是晶體的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個(gè)特性，所以A錯(cuò)誤；組成物質(zhì)的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤；非晶體沒有規(guī)則的形狀，也就沒有層面的說法，即使是晶體，各個(gè)層面的微粒數(shù)也不見得相等，所以D錯(cuò)誤。B知識(shí)探究1：晶體和非晶體松香瀝青蜂蠟玻璃食鹽石英蔗糖硫酸銅

硫酸銅如圖所示是日常生活中常見的幾種晶體與非晶體，仔細(xì)觀察它們?cè)谕庥^上有什么不同？是不是所有沒有規(guī)則幾何外形的固體都是非晶體?提示：(1)單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體無規(guī)則的幾何外形。(2)不是。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規(guī)則的幾何外形。1.單晶體、多晶體和非晶體的區(qū)別與聯(lián)系對(duì)象內(nèi)容晶體非晶體單晶體多晶體宏觀外形有天然的、規(guī)則的幾何形狀沒有確定的幾何形狀沒有規(guī)則的外形物理性質(zhì)①有確定的熔點(diǎn)②各向異性①有確定的熔點(diǎn)②不顯示各向異性①?zèng)]有確定的熔化溫度②各向同性分子排列有規(guī)則有規(guī)則無規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化①同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的；②有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體各向異性：有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱性或者導(dǎo)電性能不同，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同。注意：晶體具有各向異性，并不是每種晶體在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。如云母在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性；如方鋁礦在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性；方解石在光的折射上表現(xiàn)出顯著的各向異性。各向同性：非晶體的物理性質(zhì)在各個(gè)方向是相同的。例1如圖所示為一透明的正方體物塊，下列說法正確的是(

)A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體C.若該物塊為絕緣體，則它一定為非晶體D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化，且熔化的過程中溫度保持不變，則它一定為晶體解析：?jiǎn)尉w具有天然的有規(guī)則的幾何形狀，但這個(gè)正方體物塊不一定是天然形成的，所以不一定是晶體，故A錯(cuò)誤。晶體并非都是透明的，透明的物體并非都是晶體，例如玻璃是透明的，但并不是晶體，故B錯(cuò)誤。絕緣物塊不一定是非晶體，例如金剛石是晶體，也是絕緣體，故C錯(cuò)誤。晶體具有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度，故D正確。D例1如圖所示為一透明的正方體物塊，下列說法正確的是(

)A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體C.若該物塊為絕緣體，則它一定為非晶體D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化，且熔化的過程中溫度保持不變，則它一定為晶體解析：?jiǎn)尉w具有天然的有規(guī)則的幾何形狀，但這個(gè)正方體物塊不一定是天然形成的，所以不一定是晶體，故A錯(cuò)誤。晶體并非都是透明的，透明的物體并非都是晶體，例如玻璃是透明的，但并不是晶體，故B錯(cuò)誤。絕緣物塊不一定是非晶體，例如金剛石是晶體，也是絕緣體，故C錯(cuò)誤。晶體具有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度，故D正確。D用點(diǎn)表示固體內(nèi)部的物質(zhì)微粒，如圖甲是單晶體內(nèi)一個(gè)平面上微粒的排列

情況，如圖乙是非晶體內(nèi)一個(gè)平面上微粒的排列情況。思考一下問題：知識(shí)探究2：晶體的微觀結(jié)構(gòu)1.對(duì)比圖甲與圖乙的情境，從物質(zhì)微粒排列的規(guī)律性分析，單晶體物質(zhì)微粒的排列與非晶體物質(zhì)微粒的排列是否都有規(guī)律?提示：不是。單晶體物質(zhì)微粒的排列是有規(guī)律的，而非晶體物質(zhì)微粒的排列是雜亂無章的。2.請(qǐng)你數(shù)一數(shù)圖甲中等長(zhǎng)線段AD、BE、CF上微粒的個(gè)數(shù)，判斷單晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況相同嗎?想一想，是什么原因引起單晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同?提示：不相同。在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，是引起單晶體各向異性的原因。1.晶體結(jié)構(gòu)(1)組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地在空間排列，呈現(xiàn)空間上的周期性。(2)晶體內(nèi)部各微粒之間存在很強(qiáng)的相互作用力，結(jié)構(gòu)不同、作用力的大小也不同，微粒被相互的作用力約束在一定的位置上。(3)微粒在各自的平衡位置附近做微小的振動(dòng)。當(dāng)外界干擾強(qiáng)烈或溫度變化時(shí)，結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，周期性被破壞，晶體也可以轉(zhuǎn)化為非晶體。食鹽晶體中氯離子和鈉離子分布的示意圖2.物理性質(zhì)晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定其宏觀物理性質(zhì)，改變物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)從而改變物質(zhì)的屬性，如碳原子可以組成性質(zhì)差別很大的石墨和金剛石，有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例2(多選)下列說法中正確的是(

)A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的B．有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu)C．凡具有各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D．晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的解析：晶體的物質(zhì)微粒微觀上是規(guī)則排列的，因此宏觀上體現(xiàn)為規(guī)則的幾何形狀，A正確；碳原子能夠生成石墨和金剛石等不同的晶體，因?yàn)樘荚有纬闪瞬煌目臻g結(jié)構(gòu)，B正確；非晶體和多晶體都具有各向同性的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤；晶體的各向異性是由于晶體內(nèi)部微粒的空間排列有序，由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，D正確。ABD跟蹤練習(xí)1.關(guān)于晶體和非晶體的說法，正確的是(

)A.所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C.大粒鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D.所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)D2.如圖所示，四塊固體中屬于非晶體的是(

)A.明礬 B.石英

C.冰塊 D.塑料管D3.

(多選)國(guó)家游泳中心——水立方，像一個(gè)藍(lán)色透明的“冰塊”，透過它，游泳中心內(nèi)部設(shè)施盡收眼底.這種獨(dú)特的感覺來源于建筑外墻采用了一種叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚體)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(diǎn) D.可以做成規(guī)則形狀的物體AD4.下列說法正確的是()A.晶體的物理性質(zhì)都具有各向異性B.因?yàn)槭⑹蔷w，所以用石英制成的玻璃也是晶體C.晶體熔化過程中分子平均動(dòng)能不變，因此其內(nèi)能不變D.云母片導(dǎo)熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間按一定的規(guī)則排列D5.一塊厚度和密度都均勻分布的長(zhǎng)方體被測(cè)樣品，長(zhǎng)AB是寬AD的兩倍，如圖所示。如果用多用電表的歐姆擋沿兩個(gè)對(duì)稱軸O1O1′和O2O2′方向測(cè)量，結(jié)果阻值均為R，則這塊樣品可能是()A.單晶體

B.多晶體C.非晶體

D.普通金屬A備用工具&資料4.下列說法正確的是()A.晶體的物理性質(zhì)都具有各向異性B.因?yàn)槭⑹蔷w，所以用石英制成的玻璃也是晶體C.晶體熔化過程中分子平均動(dòng)能不變，因此其內(nèi)能不變D.云母片導(dǎo)熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間按一定的規(guī)則排列D2.如圖所示，四塊固體中屬于非晶體的是(

)A.明礬 B.石英

C.冰塊 D.塑料管D知識(shí)梳理一、晶體和非晶體1.固體可分為

和

兩類，其中石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精、雪花等是

，而玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是

。2.晶體(1)晶體又分為

和單晶體。(2)晶體有確定的

。(3)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀。非晶體晶體多晶體晶體非晶體熔點(diǎn)2.多樣性(1)有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成

的晶體。那是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照

在空間分布。例如，碳原子按不同結(jié)構(gòu)排列可成為石墨或金剛石。(2)同種物質(zhì)也可能以

和

兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的。3.可轉(zhuǎn)化性(1)有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為