《礦物純凈物、固體》課件

礦物純凈物、固體歡迎來(lái)到《礦物純凈物、固體》課程。本課程將深入探討純凈物的概念、固體的結(jié)構(gòu)和特性，以及各種晶體類(lèi)型和形成過(guò)程。讓我們開(kāi)始這段奇妙的物質(zhì)世界之旅吧！課程目標(biāo)理解純凈物概念掌握純凈物的定義和特征，區(qū)分純凈物和混合物。探索固體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)固體的晶體和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，了解原子鍵合方式。分析晶體類(lèi)型研究不同類(lèi)型的晶體及其形成過(guò)程，包括離子晶體、共價(jià)晶體等。認(rèn)識(shí)固體特性了解固體的物理特性，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和相變等。什么是純凈物定義純凈物是由單一物質(zhì)組成的物質(zhì)，具有固定的化學(xué)組成和物理性質(zhì)。特征純凈物具有恒定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，其化學(xué)性質(zhì)在整個(gè)物質(zhì)中保持一致。固體物質(zhì)的特性固定形狀固體具有確定的形狀，不會(huì)隨容器變化。固定體積固體的體積在常溫常壓下保持不變。高密度固體通常比液體和氣體具有更高的密度。固體的結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)原子、分子或離子有規(guī)律地排列，形成周期性的三維結(jié)構(gòu)。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)原子或分子排列無(wú)規(guī)律，缺乏長(zhǎng)程有序性。多晶結(jié)構(gòu)由許多小晶體組成，每個(gè)小晶體內(nèi)部有序，但彼此方向不同。晶體結(jié)構(gòu)1晶胞晶體的基本重復(fù)單元2晶格由晶胞規(guī)則排列形成的空間網(wǎng)絡(luò)3晶系根據(jù)對(duì)稱(chēng)性分類(lèi)的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型4晶面晶體中原子排列的平面5晶向晶體中特定的方向晶體的分類(lèi)離子晶體由正負(fù)離子通過(guò)靜電引力結(jié)合而成，如氯化鈉。共價(jià)晶體由原子通過(guò)共價(jià)鍵連接形成，如金剛石。金屬晶體由金屬陽(yáng)離子和自由電子組成，如鐵、銅。分子晶體由分子間弱相互作用力結(jié)合，如干冰。非晶態(tài)固體定義非晶態(tài)固體是原子或分子排列無(wú)規(guī)則的固體，缺乏長(zhǎng)程有序性。特點(diǎn)無(wú)固定熔點(diǎn)各向同性無(wú)明顯晶面固體狀態(tài)的形成1冷卻液體或氣體冷卻到凝固點(diǎn)以下，分子運(yùn)動(dòng)減慢，開(kāi)始有序排列。2結(jié)晶原子或分子開(kāi)始按照特定方式排列，形成晶核。3生長(zhǎng)晶核不斷吸引周?chē)Ｗ?，逐漸長(zhǎng)大形成晶體。4固化整個(gè)物質(zhì)完全凝固，形成固體狀態(tài)。原子鍵合方式離子鍵電子完全轉(zhuǎn)移共價(jià)鍵電子共享金屬鍵自由電子海分子間力弱相互作用離子鍵形成機(jī)制一個(gè)原子失去電子，另一個(gè)原子得到電子，形成帶相反電荷的離子。特點(diǎn)強(qiáng)靜電引力無(wú)方向性高熔點(diǎn)沸點(diǎn)共價(jià)鍵定義原子間共享電子對(duì)形成的化學(xué)鍵。特點(diǎn)具有方向性，鍵能較強(qiáng)，形成穩(wěn)定分子。類(lèi)型單鍵、雙鍵、三鍵，極性和非極性。金屬鍵自由電子金屬原子的外層電子可以自由移動(dòng)。導(dǎo)電性自由電子使金屬具有良好的導(dǎo)電性。延展性金屬鍵無(wú)方向性，使金屬具有良好的延展性。分子間作用力1范德華力普遍存在的弱相互作用力，包括偶極-偶極力和誘導(dǎo)偶極力。2氫鍵氫原子與強(qiáng)電負(fù)性原子間的特殊相互作用。3離子-偶極力離子與極性分子間的相互作用。4疏水相互作用非極性分子在水溶液中的聚集作用。離子晶體的形成1電子轉(zhuǎn)移金屬原子失去電子，非金屬原子得到電子。2離子形成形成帶相反電荷的離子。3靜電吸引正負(fù)離子通過(guò)靜電引力相互吸引。4晶格形成離子按特定比例排列，形成有序的晶體結(jié)構(gòu)。共價(jià)晶體的形成1原子接近共價(jià)鍵形成2分子形成原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合3三維網(wǎng)絡(luò)分子間形成共價(jià)鍵4晶體生長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大分子晶體的形成分子形成原子通過(guò)共價(jià)鍵形成穩(wěn)定分子。分子聚集分子間通過(guò)弱相互作用力靠近。有序排列分子開(kāi)始按特定方式排列。晶體生長(zhǎng)更多分子加入，形成大的晶體結(jié)構(gòu)。金屬晶體的形成金屬原子排列金屬原子以最密堆積方式排列。電子離域化外層電子脫離原子核，形成電子云。金屬鍵形成正離子與電子云間形成金屬鍵。晶格結(jié)構(gòu)形成面心立方、體心立方等結(jié)構(gòu)。晶體缺陷定義晶體結(jié)構(gòu)中的不完美之處，破壞了理想晶體的周期性排列。影響改變物理性質(zhì)影響化學(xué)反應(yīng)性改變機(jī)械性能點(diǎn)缺陷空位缺陷晶格點(diǎn)上缺少原子或離子。間隙缺陷原子或離子占據(jù)了晶格間隙。替代缺陷不同類(lèi)型的原子替代了正常晶格位置的原子。線(xiàn)缺陷邊緣位錯(cuò)額外的半個(gè)原子平面插入晶體中。螺位錯(cuò)原子平面呈螺旋狀排列?；旌衔诲e(cuò)邊緣位錯(cuò)和螺位錯(cuò)的組合。面缺陷晶界兩個(gè)取向不同的晶粒之間的界面。影響材料的強(qiáng)度和導(dǎo)電性。堆垛層錯(cuò)晶體中原子層的堆積順序發(fā)生錯(cuò)誤。常見(jiàn)于密堆積結(jié)構(gòu)。塊缺陷空洞晶體內(nèi)部的大型空隙，可能由氣體或雜質(zhì)形成。夾雜物晶體中存在的大塊異物，如雜質(zhì)顆粒。裂紋晶體內(nèi)部的微小裂縫，可能導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低。合金替代型合金一種元素原子替代另一種元素原子的位置。間隙型合金小原子占據(jù)大原子晶格的間隙。共晶合金兩種元素在特定比例下同時(shí)凝固。熔點(diǎn)和沸點(diǎn)熔點(diǎn)固體開(kāi)始熔化的溫度。反映了固體內(nèi)部鍵合強(qiáng)度。沸點(diǎn)液體變?yōu)闅怏w的溫度。與分子間作用力有關(guān)。熔化和沸騰1固體分子振動(dòng)加劇2熔化分子間鍵斷裂3液體分子自由移動(dòng)4沸騰分子逃逸液面5氣體分子完全自由運(yùn)動(dòng)相圖定義描述物質(zhì)在不同溫度和壓力下存在狀態(tài)的圖表。組成包括相邊界線(xiàn)、三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)。用途預(yù)測(cè)物質(zhì)在特定條件下的狀態(tài)和相變。相變?nèi)刍腆w→液體凝固液體→固體氣化液體→氣體凝結(jié)氣體→液體蒸氣壓定義液體表面上方氣體的平衡壓力。反映液體的揮發(fā)性。影響因素溫度分子間作用力分子量滲透壓定義阻止溶劑通過(guò)半透膜向溶液滲透所需的壓力。影響因素溶質(zhì)濃度、溫度、溶液體積。應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、水處理、食品工業(yè)。吸附現(xiàn)象表面吸附氣體或液體分子在固體表面富集。孔隙吸附分子進(jìn)入固