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(共32張PPT)
第二章　固體與液體
固體類型及微觀結構
2
了解晶體和非晶體的微觀結構
1
知道固體分為晶體和非晶體,掌握晶體和非晶體的區別
重點
難點
晶體和非晶體
1.觀察以下甲、乙兩組圖片,說出它們外形上的區別 再用顯微鏡觀察食鹽和松香粉末的外形,兩者有什么樣的差別
食鹽
明礬
雪花
水晶
松香
瀝青
甲
乙
食鹽
明礬
雪花
水晶
松香
瀝青
甲
乙
圖甲中各物體的外形規則,圖乙中各物體的外形不規則。
食鹽顆?？偸浅尸F立方體形,松香顆粒沒有規則的幾何形狀。
2.在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟,然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片的另一面,石蠟熔化, 那么你看到的現象及得出的結論是什么
玻璃片上石蠟的熔化區域呈圓形,說明玻璃片沿各個方向的導熱性能相同。云母片上石蠟的熔化區域呈橢圓形,說明云母片沿各個方向的導熱性能不相同。
玻璃片融化區域
云母片融化區域
固體的分類
1.固體的分類
(1)分類:固體通?？梢苑譃? 和 兩大類。
(2)實例
①晶體:糖、鹽、金、銀、銅、鐵、錫、鋁等。
②非晶體:玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。
晶體
非晶體
2.單晶體與多晶體
(1)晶體可分為 和 兩類。
(2)單晶體
①結構特點:具有 的幾何形狀,外形都是由若干個 圍成的 。
②物理性質:某些物理性質表現為 ,有 的熔點。
(3)多晶體
①結構特點:沒有規則的幾何形狀,都是由大量細微的單晶體 地排列在一起構成的。
②物理性質:物理性質上表現為 ,有 的熔點。
單晶體
多晶體
規則
平面
多面體
各向異性
固定
雜亂無章
各向同性
固定
3.晶體與非晶體的轉化
晶體與非晶體在一定的條件下可以 ,如非晶態的玻璃經過加熱冷卻反復處理,可使其結構有序化,變為多晶體;傳統的金屬晶體經過急冷處理,可制得非晶態金屬——金屬玻璃。
相互轉化
1.非晶體有規則的形狀嗎 物理性質有哪些
答案　非晶體沒有規則的形狀,沒有固定的熔點,表現為各向同性。
2.常見的金屬沒有規則的形狀,但具有確定的熔點。它們是晶體還是非晶體
答案　金屬雖然沒有規則的幾何外形,但是有固定的熔點,所以金屬是晶體而不是非晶體。
→鐵的熔點為1535攝氏度
3.怎么理解單晶體的各向異性 單晶體在各種物理性質上都表現出各向異性嗎
答案　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,也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性質時,測試結果不同。
通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、磁性等。
單晶體具有各向異性,并不是說單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性。某種單晶體只在特定物理性質上表現出各向異性。
(1)所有晶體都具有天然、規則的幾何外形(　　)
(2)沒有確定的熔化溫度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(　　)
(4)單晶體的各向異性是指在每一種物理性質上都表現為各向異性。
(　　)
(5)某一大塊多晶體粉碎成形狀相同的顆粒,每個顆粒為一個單晶體。
(　　)
×
√
×
×
×
1.(多選)(2023·重慶巴蜀中學高二期中)關于晶體和非晶體,下列說法正確的是
A.物理性質表現為各向同性的固體可能是晶體也有可能是非晶體
B.晶體一般都具有規則的幾何形狀,形狀不規則的固體一定是非晶體
C.晶體和非晶體熔化過程中溫度都升高
D.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化
√
√
2.(2023·重慶巴蜀中學高二期末)在甲、乙、丙三塊固體薄片上涂上蠟,用燒熱的針尖接觸其背面一點,蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示。而三塊固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示,則下列說法中正確的是
A.甲一定是非晶體
B.乙可能是金屬薄片
C.丙在一定條件下可能轉化成乙
D.丙熔化過程中,溫度不變,則內能不變
√
判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法
1.區分晶體與非晶體的方法:看其有無確定的熔點,晶體具有確定的熔點,而非晶體沒有確定的熔化溫度。僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體。
2.區分單晶體和多晶體的方法:看其是否具有各向異性,單晶體某些物理性質表現出各向異性。
固體的微觀結構
家庭、學?；驒C關的門鎖常用“碰鎖”,然而,這種鎖使用一段時間后,鎖舌就會變澀而不易被碰入,造成關門困難,這時,你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下,“碰鎖”便開關自如,并且可以持續幾個月之久,請你動手試一試,并解釋其中的道理。
石墨是金剛石的同素異形體,兩者的不同結構,造成了物理性質上的很大差異,金剛石質地堅硬,而石墨由于具有層狀結構,層與層之間結合不很緊密,故層與層之間易脫落,能起到潤滑作用,用鉛筆在紙上寫字也是這個道理。
石英(二氧化硅晶體)
1.微觀結構
(1)單晶體:單晶體在不同方向上的微粒排列及物質結構情況是 的,所以單晶體在物理性質上表現為各向 。
(2)非晶體:非晶體在不同方向上的微粒排列及物質結構情況基本 ,所以非晶體在物理性質上表現為各向 。
不一樣
異性
相同
同性
晶體結構
晶體模型
玻璃(二氧化硅非晶體)
2.同種物質微粒在不同的條件下有可能生成不同的晶體,雖然構成這些晶體的物質微粒都相同,但是由于它們的 不同,物理性質也不同。如金剛石、石墨都是由碳原子構成的晶體,但是它們的物理性質有很大差異。
排列形式
3.晶體具有確定熔點的解釋
晶體在熔化成液體的過程中,規則排列的分子之間的距離要增加,分子間的作用力表現為引力,外界提供的熱量用來克服分子的引力做功,使____
增大,而分子平均動能不變,所以熔化過程中 不變,吸收的熱量只轉化成 。
分子
勢能
溫度
分子勢能
1.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　金剛石中碳原子間的作用力很強,而石墨是層狀結構,層與層之間距離較大,原子間的作用力比較弱,所以金剛石很堅硬,石墨卻很松軟。
答案　由晶體微粒的排列情況可知,沿不同方向單位長度上微粒的數目均不相同,正是這種不同,使晶體的物理性質表現為各向異性。
2.如圖所示是一個平面上晶體微粒排列的情況。請觀察沿不同方向單位長度上微粒的數目是否相同,并思考引起晶體各向異性的原因。
晶體各向異性的微觀解釋
3.(多選)下列說法正確的是
A.固體可以分為晶體和非晶體兩類,晶體、非晶體是不可以相互轉化的
B.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
C.天然石英在某些性質上表現為各向異性,是由于組成該物質的微粒在空
間有規則地排列著
D.同種物質在不同條件下所生成的晶體微粒的排列規律相同
√
√
4.(多選)2010年的諾貝爾物理學獎授予了安德烈·蓋姆和康斯坦丁·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地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)下列說法正確的是
A.單晶體的各向異性是由于組成它的微粒按照一定的規則在空間分布著
B.單晶體具有規則的幾何形狀是由于組成它的微粒按一定規律排列
C.非晶體有規則的幾何形狀和確定的熔點
D.石墨的硬度與金剛石差得多,是由于組成它的微粒沒有按空間點陣分布
√
√
固體
晶體和非晶體
單晶體：有規則的幾何外形,有固定的熔點、
物理性質各向異性
固體的微觀結構
在各種晶體中,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
多晶體：無規則的幾何外形,有固定的熔點、
物理性質各向同性
非晶體：無規則的幾何外形,無固定的熔點、
物理性質各向同性
物理性質表現為各向同性的固體既有可能是非晶體,也有可能是多晶體,故A正確;
多晶體一般形狀不規則,但仍然是晶體,故B錯誤;
晶體有確定的熔點,熔化過程,溫度不變,非晶體沒有確定熔點,熔化過程溫度升高,故C錯誤;
天然石英是晶體,熔化后形成的玻璃是非晶體,說明晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化,故D正確。
甲表現為各向同性,且有固定的熔點,則甲一定不是非晶體,故A錯誤;乙表現為各向同性,且導熱性良好,但是乙沒有固定的熔點,則乙是非晶體,不可能是金屬薄片,故B錯誤;丙表現為各向異性,且有固定的熔點,是單晶體,因晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化,可知丙在一定條件下可能轉化成乙,故C正確;丙熔化過程中,溫度不變,分子平均動能不變,但是吸收熱量,內能增加,故D錯誤。
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。
晶體內部微粒排列的空間結構的不同決定著晶體物理性質的不同,正是由于組成它的微粒按一定規律排列,所以單晶體具有規則的幾何形狀,在某些性質上表現各向異性。非晶體沒有規則的幾何形狀和確定的熔點。石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內部微粒的排列結構不同,但它們都是晶體,組成它們的微粒都分別按不同的空間點陣分布。所以選項A、B正確,C、D錯誤。

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