資源簡介

2.4固體
一、晶體和非晶體
1.固體的分類
(1)晶體：如 、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等。
(2)非晶體：如 、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。
2.晶體和非晶體的比較
(1)單晶體 天然規則的幾何形狀，非晶體 天然規則的幾何形狀。
(2)晶體 確定的熔點，非晶體 確定的熔點；某些單晶體的物理性質表現為各向 ，非晶體沿各個方向的物理性質都是一樣的，表現為各向 。
3.多晶體:一些固體，由許多小的晶粒(單晶體)組成，這些小的單晶體的取向 ，把它稱為多晶體，它沒有確定的幾何外形，也不顯示各向異性，僅保留了在一定壓強下具有確定熔點的特征。
單晶體、多晶體及非晶體的異同比較
　　 比較內容 固體分類　　　 宏觀外形 物理性質
非晶體 確定的幾何形狀 ① 固定熔點 ②導電、導熱、光學性質表現為
晶體 單晶體 天然規則的形狀 ① 確定的熔點 ②導熱、導電、光學性質表現為
多晶體 一個個小晶粒粘在一起， 確定的幾何形狀 ① 確定的熔點 ②導熱、導電、光學等性質表現為
注意:對單晶體的各向異性的理解
(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質不同。
(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性。
【判一判】
(1)所有晶體都具有天然、規則的幾何外形。( )
(2)沒有固定熔點的固體一定是非晶體。( )
(3)物理性質表現為各向同性的一定是非晶體。( )
二、晶體的微觀結構
1.組成晶體的原子(或分子、離子)，按照一定的規則排列，具有空間上的周期性。
2.微觀結構的不同，造成晶體與非晶體形狀和物理性質的不同。
3.在不同條件下，同種物質的微粒按照不同規則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉化為非晶體，例如天然石英熔化后再凝固成石英玻璃。
【判一判】
(1)同一種物質只能形成一種晶體。( )
(2)有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體。( )
(3)金剛石是晶體，石墨是非晶體。( )
例1. 下列關于晶體和非晶體的說法，正確的是(　　)
A．所有的晶體都表現為各向異性
B．晶體一定有規則的幾何形狀，形狀不規則的金屬一定是非晶體
C．大鹽粒磨成細鹽，就變成了非晶體
D．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔化溫度
針對訓練1. 下列物質是晶體還是非晶體的判斷正確的是(　　)
A．因為石英是晶體，所以由石英制成的玻璃也是晶體
B．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體
C．蔗糖受潮后粘在一起，沒有確定的幾何形狀，所以它是非晶體
D．用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
例2. (多選)有關晶體的微觀結構，下列說法中正確的有(　　)
A．同種元素的原子按不同結構排列有相同的物理性質
B．同種元素的原子按不同結構排列有不同的物理性質
C．同種元素形成晶體只能有一種排列規律
D．同種元素形成晶體可能有不同的排列規律
針對訓練2. (多選)大自然中存在許多絢麗奪目的晶體，由于化學成分和結構各不相同，這些晶體呈現出千姿百態；高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數原子嚴謹而有序地組成的。關于晶體與非晶體，下列說法正確的是(　　)
A．晶體沿不同方向的導熱或導電性能不同，但沿不同方向的光學性質一定相同
B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以相互轉化的
C．有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體，是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布
D．多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀
【鞏固練習】
1．關于晶體和非晶體，下列說法中正確的是(　　)
A．凡是晶體，都具有確定的幾何外形
B．晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點
C．晶體內部的物質微粒是靜止的，而非晶體內部的物質微粒是不停地運動著的
D．晶體都有各向異性，非晶體是各向同性
2．晶體內部的分子有序排列為如圖所示的空間點陣(圖中的小黑點表示晶體分子)，圖中AB、AC、AD為等長的三條線段。下列說法中正確的是(　　)
A．A處的晶體分子可以沿三條線段發生定向移動
B．三條線段上，晶體分子的數目相同，表明晶體的物理性質是各向同性的
C．三條線段上，晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的
D．以上說法均不正確
3．(多選)下列說法正確的是(　　)
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性質
C．由同種元素構成的固體，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，某些晶體可以轉變為非晶體，某些非晶體也可以轉變為晶體
4．(多選)2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進行反復的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二維結構．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結構，根據以上信息和已學知識判斷，下列說法中正確的是(　　)
A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體
B．石墨是單質，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體
D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的
5．(多選)國家游泳中心——水立方，像一個藍色透明的“冰塊”，透過它，游泳中心內部設施盡收眼底．這種獨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．在物理性質上具有各向同性
B．在物理性質上具有各向異性
C．具有一定的熔點
D．可以做成規則形狀的物體
6．2020年，“嫦娥五號”探測器順利完成月球采樣任務并返回地球。探測器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時表面會產生大小相等符號相反的電荷“壓電效應”。如圖所示，石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應最顯著。以下關于該石英晶體說法正確的是(　　)
A．沒有確定的熔點
B．具有各向同性的壓電效應
C．沒有確定的幾何形狀
D．是單晶體
7.關于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　)
A．可以根據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，沿各個方向對它施加拉力，發現其強度一樣，則此薄片一定是非晶體
C．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導電性能不同，則該球一定是單晶體
D．一塊晶體，若其各個方向的導熱性能相同，則一定是多晶體
8.一塊厚度和密度都均勻分布的長方體被測樣品，長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對稱軸O1O1′和O2O2′方向測量，結果阻值均為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
2.4 固體答案
例1. 答案　D
解析：只有單晶體才表現為各向異性，故A錯；單晶體有規則的幾何形狀，而多晶體無規則的幾何形狀，常見的金屬屬于多晶體，故B錯；大鹽粒磨成細鹽，細鹽仍是形狀規則的晶體，故C錯；晶體和非晶體的一個重要區別就是晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔化溫度，故D對．
針對訓練1. 答案　B
解析：因石英有規則的幾何外形，且各向異性是晶體，而玻璃沒有確定的熔點，為非晶體，故A錯誤；晶體的特點是在熔化過程中溫度保持不變，有固定的熔點，食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體，故B正確；蔗糖受潮后粘在一起，沒有確定的幾何形狀，但是用放大鏡看，仍可發現組成糖塊的一個個晶粒，所以它是晶體中的多晶體，故C錯誤；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，說明云母片是晶體，故D錯誤。
例2. 答案　BD
解析：同種元素的原子可以按不同結構排列，形成不同的物質，其物理性質也不同，例如：由碳元素組成的石墨和金剛石的密度、機械強度、導熱性能、導電性能和光學性質等都有很大差別，所以B、D正確，A、C錯誤。
針對訓練2.答案　CD
解析：單晶體沿不同方向的導熱或導電性能不相同，沿不同方向的光學性質不一定相同，故A錯誤；固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對的，是可以相互轉化的，例如天然石英是晶體，熔化以后再凝固的石英玻璃卻是非晶體，故B錯誤；有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體，是因為組成晶體的微粒能夠按照不同規則在空間分布，故C正確；多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，故D正確。
【鞏固練習】
1. 答案　B
解析：多晶體，沒有確定的幾何外形，所以A錯誤；晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，所以B正確；晶體內部、非晶體內部的物質微粒都是不停地運動著的，所以C錯誤；單晶體具有各向異性，多晶體與非晶體都具有各向同性，所以D錯誤。
2. 答案　C
解析：晶體中的分子只在平衡位置附近振動，不會沿三條線段發生定向移動，故A錯誤；三條線段上晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的，故B、D錯誤，C正確。
3.答案　BCD
解析：晶體并不會因為顆粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍然是晶體，A錯誤；根據是否有確定的熔點，可以把固體分為晶體和非晶體兩類，單晶體有各向異性，具有不同的光學性質，B正確；同種元素構成的固體，可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，C正確；晶體的分子排列結構如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，D正確。
4．答案　CD
解析：石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質，A、B錯誤，C正確；兩位科學家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確，故正確的答案為C、D.
5. 答案　AD
解析　非晶體沒有一定的熔化溫度，在物理性質上表現為各向同性，可以人工加工成規則形狀的物體，故A、D正確．
6.答案　D
7.答案　C
8. 答案　A
解析　用多用電表的歐姆擋沿兩個對稱軸O1O1′、O2O2′方向測量結果均相同，說明該樣品沿O1O1′和O2O2′方向電阻率(即導電性能)不同，即物理性質表現為各向異性，A正確，B、C錯誤．如果是普通金屬，可以分析出沿O1O1′方向電阻比較大，D錯誤．

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