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文檔簡介
1、,1,學(xué)習(xí)交流PPT,2,學(xué)習(xí)交流PPT,3,學(xué)習(xí)交流PPT,4,學(xué)習(xí)交流PPT,5,學(xué)習(xí)交流PPT,6,學(xué)習(xí)交流PPT,7,學(xué)習(xí)交流PPT,8,學(xué)習(xí)交流PPT,9,學(xué)習(xí)交流PPT,10,學(xué)習(xí)交流PPT,11,學(xué)習(xí)交流PPT,12,學(xué)習(xí)交流PPT,13,學(xué)習(xí)交流PPT,14,學(xué)習(xí)交流PPT,15,學(xué)習(xí)交流PPT,16,學(xué)習(xí)交流PPT,一、微觀結(jié)構(gòu)理論對固體特征的解釋,17,學(xué)習(xí)交流PPT,1.對單晶體各向異性的解釋 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
2、少,直線AC上更少.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.,18,學(xué)習(xí)交流PPT,2.對晶體具有一定熔點的解釋 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,晶體開始熔解,熔解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. 3.對同素異構(gòu)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).,19,學(xué)習(xí)交流PPT,4.對多晶體宏觀特征
3、的解釋 多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(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10-5 cm,最大的也不超過10-3 cm.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,因為晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著,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.,20,學(xué)習(xí)交流PPT,5.對非晶體特征的微觀解釋 在非晶體內(nèi)部,物質(zhì)微粒的排列是雜亂無章的,從統(tǒng)計的觀點來看,
4、在微粒非常多的情況下,沿不同方向的等長直線上,微粒的個數(shù)大致相等,也就是說,非晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同,所以非晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性. 多晶體和非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列都是雜亂無章的,沒有一定的規(guī)律,在物理性質(zhì)上都具有各向同性,都有無規(guī)則的幾何外形.,21,學(xué)習(xí)交流PPT,【典例1】(雙選)下列敘述中錯誤的是( ) 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的差很多,是由于它的微粒沒有按空間點陣分布,22,學(xué)習(xí)交流PPT,【解題指導(dǎo)】解答
5、本題時應(yīng)把握以下三點:,23,學(xué)習(xí)交流PPT,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C、D.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;也正是由于它的微粒按一定規(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(yuǎn)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(qiáng),所以金剛石有很大的硬度.故A、B正確. C、D錯誤.,24,學(xué)習(xí)交流PPT,【變式訓(xùn)練】(雙選)下列有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)敘述正確的是( ) A在晶體內(nèi)部,組成晶體的物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的 B晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有周期性 C在晶體內(nèi)部,組成晶體的物質(zhì)微??梢宰杂蛇\動 D晶體內(nèi)部微粒
6、間存在著很強(qiáng)的作用力 【解析】選B、D.在晶體的內(nèi)部,組成晶體的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的,A錯誤;晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有周期性,且微粒間存在著很強(qiáng)的作用力,B、D正確;在晶體內(nèi)部,組成晶體的物質(zhì)微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振動,而不能隨意自由移動,C錯誤.,25,學(xué)習(xí)交流PPT,【變式備選】(雙選)(2011石家莊高二檢測)單晶體不同于非晶體,它具有規(guī)則的幾何外形,在不同方向上物理性質(zhì)不同,而且具有一定的熔點,下列哪些說法可以用來解釋晶體的上述特性( ) A組成非晶體的物質(zhì)微粒,在空間按一定的規(guī)律排列成整齊的行列,構(gòu)成特定的空間點陣 B晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同,是由于不同方向上微粒數(shù)目不同,
7、微粒間距離也不相同,26,學(xué)習(xí)交流PPT,C晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同,是由于不同方向上的物質(zhì)微粒的性質(zhì)不同 D晶體在熔化時吸收熱量,全部用來瓦解晶體的空間點陣,轉(zhuǎn)化為分子勢能,因此,晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變只有空間點陣完全被瓦解,晶體完全變?yōu)橐后w后,繼續(xù)加熱,溫度才會升高,27,學(xué)習(xí)交流PPT,【解析】選B、D.晶體微粒構(gòu)成的空間點陣是晶體有規(guī)則幾何外形的原因,A錯.晶體在物理性質(zhì)上的各向異性是由于空間點陣中不同方向的微粒數(shù)目不同,微粒間距離也不相同,B對,C錯.晶體熔點的存在是由于晶體在熔化時要吸收熱量用來瓦解空間點陣,增加分子勢能,熔化過程中分子的熱運動的平均動能不變,即溫度
8、不變,只有當(dāng)晶體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w后溫度才會繼續(xù)升高,分子熱運動的平均動能才會增加,D對.,28,學(xué)習(xí)交流PPT,二、新材料及其應(yīng)用,29,學(xué)習(xí)交流PPT,1.分類 (1)按材料特性劃分,可把材料分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩類; (2)按材料的應(yīng)用領(lǐng)域劃分,可把材料分為信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等; (3)習(xí)慣上,把材料分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料.,30,學(xué)習(xí)交流PPT,2.用途 依據(jù)不同材料各自性能的不同,在許多領(lǐng)域都有它們不同的應(yīng)用.例如:不銹鋼材料在制造餐具、手術(shù)器械、化工設(shè)備等方面得以廣泛應(yīng)用;氮化硅制成的高溫陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)和航空航天領(lǐng)域得
9、到廣泛應(yīng)用;人工合成的有機(jī)玻璃可用于制造飛機(jī)的座艙蓋及車的擋風(fēng)玻璃,還可用于制造文具和工藝品等.,31,學(xué)習(xí)交流PPT,3.形狀記憶合金 (1)定義:將一種含鎳55%、含鈦45%的“鎳鈦諾”合金絲加熱并彎成各種復(fù)雜的形狀,然后冷卻并拉直,當(dāng)再次加熱時,拉直的合金絲又恢復(fù)到原來的形狀,因此這種合金被稱為形狀記憶合金; (2)應(yīng)用:工程機(jī)械、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域. 4.半導(dǎo)體 (1)定義:導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間,具有優(yōu)異特性的微電子材料; (2)應(yīng)用:通信衛(wèi)星、電視衛(wèi)星接收機(jī)、移動通信、高清晰度電視以及軍用電子裝備等領(lǐng)域.,32,學(xué)習(xí)交流PPT,5.納米材料 (1)定義:把顆粒在11
10、00 nm之間的材料稱為納米材料; (2)應(yīng)用:醫(yī)藥、電子、生物、航空等方面都有廣闊的應(yīng)用空間; (3)納米材料的良好性能主要表現(xiàn)在:力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等方面. 在力學(xué)性能方面,納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性; 在熱學(xué)性能方面,納米超細(xì)微粒的熔點比常規(guī)粉體低得多;,33,學(xué)習(xí)交流PPT,在電學(xué)性能方面,納米金屬在低溫時會呈現(xiàn)電絕緣性; 在磁學(xué)性能方面,當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸小到臨界尺寸時,常規(guī)的鐵磁性材料會轉(zhuǎn)變?yōu)樘幱陧槾判陨踔脸槾艩顟B(tài)的納米材料; 在光學(xué)性能方面,納米半導(dǎo)體材料在室溫下具有光致發(fā)光特性、光電轉(zhuǎn)換特性、介電特性和壓電特性; 在化學(xué)性能方面,納米材料具有相當(dāng)高的化學(xué)
11、活性.,34,學(xué)習(xí)交流PPT,新材料往往具有特殊性能:超高強(qiáng)度;超高硬度;超塑性;各種特殊的物理性質(zhì)(如:磁性、超導(dǎo)性等).,35,學(xué)習(xí)交流PPT,【典例2】(雙選)納米材料的奇特效應(yīng)使納米材料表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的良好性能,以下關(guān)于納米材料的性能的說法中,正確的是( ) A.在力學(xué)性能方面,納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性 B.在熱學(xué)性能方面,納米超細(xì)微粒的熔點比常規(guī)粉體低得多 C.在電學(xué)性能方面,納米金屬在低溫時會呈現(xiàn)超導(dǎo)電性 D.在化學(xué)性能方面,納米材料化學(xué)活性低,因此化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),36,學(xué)習(xí)交流PPT,【解題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)注意納米材料的良好性能主要表現(xiàn)在:,37,學(xué)習(xí)交流PPT,
12、【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、B.納米材料具有良好的性能,在力學(xué)性能方面,納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性,A正確;在熱學(xué)性能方面,納米超細(xì)微粒的熔點比常規(guī)粉體低得多,B正確;在電學(xué)性能方面,納米材料在低溫時會呈現(xiàn)電絕緣性;而在化學(xué)性能方面,納米材料具有相當(dāng)高的化學(xué)活性,故選項C、D錯誤.,38,學(xué)習(xí)交流PPT,【變式訓(xùn)練】下列說法中錯誤的是( ) A.材料科學(xué)是研究材料的制造、結(jié)構(gòu)與性能三者之間相互關(guān)系的科學(xué) B.材料對人類文明進(jìn)程有著重要的影響 C.納米是長度單位,1 nm=10-10 m D.半導(dǎo)體是具有優(yōu)異特性的微電子材料 【解析】選C.1 nm=10-9 m,C選項錯誤;由材料的有關(guān)知識,可知A、B、D均正確.,39,學(xué)習(xí)交流PPT,【典例】(雙選)下列關(guān)于探索晶體結(jié)構(gòu)的幾個結(jié)論正確的 是( ) A1912年,德國物理學(xué)家勞厄用X射線來探測固體內(nèi)部的原子排列,才證實了晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒的確是按一定的規(guī)律整齊的排列起來的 B組成晶體的物質(zhì)微粒在空間雜亂無章地排列著,并且晶體的微觀結(jié)構(gòu)沒有周期性特點,40,學(xué)習(xí)交流PPT,C晶體內(nèi)部各微粒之間還存在著很強(qiáng)的相互作用力,這些作用力就像可以伸縮的彈簧一樣,將微粒約束在一定的平衡位置上 D熱運動時,晶體內(nèi)部的微粒可以像氣體分子那樣在任意空間里做劇烈運動,41,學(xué)習(xí)交流PPT,【解
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