資源簡介

(共22張PPT)
觀察食鹽顆粒和松香的外形，它們的外形各有怎樣的特征？
再用顯微鏡觀察精鹽和松香粉末的外形，兩者有什么樣的差別嗎？
新課導入
食鹽顆?？偸浅尸F(xiàn)立方體形，松香顆粒沒有規(guī)則的幾何形狀。
第4節(jié) 固體
[教材鏈接]閱讀教材“晶體和非晶體”相關內容,完成下列填空:
(1)固體的分類:固體可以分為　　　　和　　　　　兩類 ,晶體有確定的熔點,非晶體沒有確定的熔化溫度.
(2)晶體的分類:晶體分為　　　　　和　　　　　.整個物體就是一個晶體粒的叫作單晶體.如果整個物體是由許多雜亂無章地排列著的　　　　　組成的,這樣的物體就叫作多晶體.
(3)單晶體具有　　　　的幾何形狀,多晶體和非晶體沒有　　　　的幾何形狀 .
學習任務一
學習任務一 晶體與非晶體
晶體
非晶體
單晶體
多晶體
單晶體
確定
確定
(4)各向異性和各向同性:晶體的物理性質與　　　　有關,這種特性叫作各向異性.非晶體的物理性質在　　　　　　　都是　　　　的,這種特性叫作各向同性;由于多晶體是許多　　　　　雜亂無章地組合而成的,多晶體的物理性質也是各向同性.

方向
各個方向上
相同
單晶體
[科學探究]
學習任務一
學習任務一 晶體與非晶體
觀察玻璃和云母片上石蠟熔化區(qū)域的形狀
玻璃（非晶體）在各個方向上導熱性能是相同的
云母（晶體）在各個方向上導熱性能是不同的
說明：
[科學探究]
學習任務一
學習任務一 晶體與非晶體
觀察方解石晶體是各向異性
把光分解為兩束光而沿不同方向折射，形成雙折射現(xiàn)象
o
e
雙折射
（如方解石）
[物理觀念]晶體和非晶體的區(qū)別
學習任務一
學習任務一 晶體與非晶體
（1）外形上：
晶體有規(guī)則的幾何形狀；非晶體則沒有規(guī)則的幾何形狀.
（2）物理性質上：
①云母導熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性
②而有些晶體在導電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方鋁礦
③有些晶體在光的折射上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方解石．
晶體的物理性質與方向有關（這種特性叫各向異性）
晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點．
（3）熔點：
非晶體的物理性質在各個方向是相同的（這種特性叫各向同性）
非晶體具有各向同性.
晶體具有各向異性，但并不是每種晶體在各種物理性質上都表現(xiàn)出各向異性．
[物理觀念]晶體和非晶體的聯(lián)系
學習任務一
學習任務一 晶體與非晶體
(1)一種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn):
例如水晶:天然水晶是晶體，熔化后再凝結的水晶（石英玻璃）就是非晶體，即一種物質是晶體還是非晶體并不是絕對的．
(2)許多非晶體在一定的條件下可以轉化為晶體．
(3)在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時，幾乎所有的材料都能成為非晶體．
天然水晶是晶體 石英玻璃是非晶體
熔化后再凝固
石英等晶體
漫長的地址年代
火山玻璃（火山噴發(fā)出來的熔巖，迅速冷卻來不及結晶而形成的一種玻璃質結構巖石）
例1 [2023·北京八中月考] 隨著科技的發(fā)展國家對晶體材料的研究越來越深入,尤其是對稀土晶體的研究,已經走在世界的前列.關于晶體和非晶體,下列說法正確的是(　)　　　　　　　　　　　　　
A.晶體都有規(guī)則的幾何外形,非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形
B.單晶體有確定的熔點,多晶體沒有確定的熔點
C.多晶體是由單晶體組合而成的,但單晶體表現(xiàn)為各向異性,多晶體表現(xiàn)為各向同性
D.玻璃和食鹽都是晶體,蔗糖是非晶體
學習任務一
C
[解析]多晶體和非晶體都沒有規(guī)則的幾何外形,故A錯誤;
晶體和非晶體都有確定的熔點,非晶體沒有確定的熔點,故B錯誤;
食鹽和蔗糖是晶體,玻璃是非晶體,D錯誤;
多晶體是由單晶體組合而成的,但單晶體表現(xiàn)為各向異性,多晶體表現(xiàn)為各向同性,故C正確.
變式1 固體甲和乙在一定壓強下的熔化曲線如圖,縱軸表示溫度,橫軸表示時間,下列說法正確的是 (　)
A.固體甲一定是晶體,固體乙不一定是非晶體
B.甲一定有確定的幾何外形,乙一定沒有確定的幾何外形
C.在熱傳導方面甲一定表現(xiàn)出各向異性,乙一定表現(xiàn)出各向同性
D.甲和乙的化學成分可能相同
學習任務一
D
[解析]固體甲在ab段表示熔化的過程,溫度保持不變,因此一定是晶體;而固體乙在整個升溫的過程中,沒有固定的熔點,因此一定是非晶體,A錯誤;
如果固體甲是多晶體,也沒有確定的幾何外形,B錯誤;
如果甲是多晶體,則不表現(xiàn)為各向異性,C錯誤;
同種化學成分,有時可以形成晶體,有時也可以形成非晶體,D正確.
【要點總結】
1.區(qū)分晶體與非晶體的關鍵是看有無確定的熔點,區(qū)分單晶體與多晶體的關鍵是看有無規(guī)則的幾何形狀及物理性質是各向異性還是各向同性.
2.單晶體并不是在各種物理性質上都表現(xiàn)出各向異性,而是單晶體往往只有某種物理性質具有明顯的各向異性.
3.由于多晶體和非晶體都具有各向同性及無規(guī)則的幾何形狀的特點,所以僅從各向同性或幾何形狀不能斷定某一固體是多晶體還是非晶體.
學習任務一
[鏈接教材] (1)單晶體具有規(guī)則的幾何外形,物理性質方面表現(xiàn)為各向異性,而非晶體卻沒有規(guī)則的幾何外形,并且物理性質方面表現(xiàn)為各向同性.產生這些不同的根本原因是　　　　　　　　　　　.
(2)如圖是食鹽晶體中的氯離子和鈉離子分布的示意圖.氯離子和鈉離子在圖示位置并不是像結構圖上所畫的那些點一樣靜止不動,它們在　　　　　　　,結構圖中所畫的那些點,是它們振動的　　　　　　.
學習任務二 晶體的微觀結構
學習任務二
它們的微觀結構不同
不停地振動
平衡位置
[教材鏈接]閱讀教材“晶體的微觀結構”相關內容,完成下列填空:
(1)規(guī)則性:組成晶體的物質微粒(分子、原子或離子)是依照一定的　　　　在空間中整齊地排列的,具有空間上的　　　　　.
(2)有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體.那是因為組成它們的微粒能夠按照　　　　　　在空間分布,例如碳原子按不同的空間分布排列可形成
　　　　和　　　　　.
(3)同一種物質也可能以　　　　和　　　　　兩種不同的形態(tài)出現(xiàn).有些非晶體在一定條件下也可以轉化為　　　　.
學習任務二
規(guī)則
周期性
不同規(guī)則
石墨
金剛石
晶體
非晶體
晶體
[物理觀念]
學習任務二 晶體的微觀結構
學習任務二
20世紀70年代，通過電子顯微鏡觀察到釷、鈾原子的像。1982年，掃描隧道顯微鏡問世，觀察到原子在物質表面的排列狀況。
[物理觀念] 1.晶體微觀結構的特點
學習任務二 晶體的微觀結構
學習任務二
（1）組成晶體的物質微粒（分子或原子、離子）依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列，具有空間上的周期性。
①品體外形的規(guī)則性可以用物質微粒的規(guī)則排列來解釋。
②單品體的各向異性也是由晶體的內部結構決定的。
③多品體是單品體雜亂無章地組合而成，單晶體的物理性質各向異性被抵消了，從整體來看物理性質變?yōu)楦飨蛲浴?br/>學習任務二 晶體的微觀結構
學習任務二
（2）晶體中物質微粒的相互作用很強，微粒的熱運動不足以克服它們的相互作用而遠離。微粒的熱運動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動。
（3）有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布。例如:石墨和金剛石的微觀結構:
石墨
金剛石
注意：模型圖里的點只是微粒做震動的平衡位置。
[物理觀念] 1.晶體微觀結構的特點
[物理觀念]
學習任務二 晶體的微觀結構
學習任務二
2.用晶體的微觀結構解釋晶體的特征
（1）為什么晶體具有規(guī)則的幾何外形？
由于晶體的物質微粒是按照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列的，
表現(xiàn)在外形上具有規(guī)則的幾何形狀，且不同類型的晶體結構，決定
了各種晶體的不同外形。
（2）如何解釋物理性質的各向異性呢？
在不同方向上物質微粒的排列情況不同，引起晶體的不同方向上物理
性質的不同。
（3）晶體的熔點為什么固定？
晶體溶化時，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。
非晶體熔化時，先變軟，然后變成粘滯性很大的液體，溫度不斷升高。
例2 觀察對比圖中金剛石、石墨、富勒烯和石墨烯
的微觀結構,判斷下列幾種說法的正誤,并說明原因.
(1)它們的物理性質有很大的差異.
(2)金剛石是單晶體,富勒烯是多晶體.
(3)它們是同一物質,只是內部微粒的排列不同.
學習任務二
[答案] (1)正確,見解析　(2)錯誤,見解析　(3)正確,見解析
[解析] (1)它們是同素異形體,由于結構不同,彼此間物理性質有很大差異,故正確;
(2)由金剛石和富勒烯的排列規(guī)則可知它們都是單晶體,故錯誤;
(3)金剛石、石墨、富勒烯和石墨烯它們是同素異形體,即由相同元素組成,不同形態(tài)的單質,它們是同一物質,只是內部微粒的排列不同,故正確.
變式2 [2023·衡水中學期末] 食鹽是我們生活中不可缺少的調味品,中國人大約在神農氏與黃帝的時期就開始煮鹽.通過研究,我們知道了食鹽的微觀結構如圖所示,則下列說法正確的是(　)
A.食鹽晶體是正六面體
B.食鹽所有的物理性質都具有各向異性
C.食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時,形狀不規(guī)則,是非晶體
D.食鹽在熔化時,要吸收熱量,溫度保持不變,所以內能也不變
學習任務二
A
[解析]食鹽晶體是正六面體,選項A正確;
食鹽具有各向異性,但并非所有的物理性質都具有各向異性,選項B錯誤;
食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時,形狀不規(guī)則,但仍是晶體,選項C錯誤;
食鹽在熔化時,要吸收熱量,溫度保持不變,分子平均動能不變,分子勢能增加,所以內能增加,選項D錯誤.
【要點總結】
1.對單晶體各向異性的解釋
圖為在一個平面上單晶體物質微粒的排列情況.在沿不同方向所畫的等長線段AB、AC、AD上物質微粒的數(shù)目不同.線段AB上物質微粒較多,線段AD上較少,線段AC上更少.因為在不同方向上物質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的不同.
2.對晶體具有確定熔點的解釋
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,晶體開始熔化,熔化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.
學習任務二
課堂小結
固體
晶體：
非晶體：
多晶體
單晶體
有（天然）規(guī)則的幾何形狀
有確定的熔點
某些物理性質（導電、導熱、光學性質）可表現(xiàn)為各向異性
無規(guī)則的幾何形狀
導電、導熱、光學性質表現(xiàn)為各向同性
無（天然）規(guī)則的幾何形狀
無確定的熔點
導電、導熱、光學性質表現(xiàn)為各向同性
固體是否有確定的熔點，可作為區(qū)分晶體和非晶體的標志．
溫度
時間
固態(tài)
固液共存
液態(tài)
T0
硬
軟
流動
具有規(guī)則幾何形狀的固體不一定是晶體．例如：有規(guī)則形狀的蠟燭不是晶體，而是非晶體。
課后習題
1.某人為了檢驗一塊薄片物質是否為晶體，做了一個實驗。他以薄片的正中央O為坐標原點，建立Oxy平面直角坐標系，在兩個坐標軸上分別取兩點x1和y1，使x1和y1到O點的距離相等。在x1和y1上分別固定一個測溫元件，再把一個針狀熱源放在O點，發(fā)現(xiàn)x1點和y1點的溫度在緩慢升高，但兩點溫度的高低沒有差異。于是得出結論：這塊薄片是非晶體。請說明：以上結論科學嗎？為什么？
課后習題
2.食鹽晶體的結構可以用鈉離子和氯離子空間分布的示意圖表示（圖2.4-8），圖中相鄰離子的中心用線連起來了，組成了一個個大小相等的立方體?，F(xiàn)在要估算相鄰兩個鈉離子中心的距離，除了知道食鹽的密度ρ為2.17×103kg/m3外，還要知道哪些數(shù)據？請用字母表示這些已知數(shù)據，推導出相鄰兩個鈉離子中心距離的表達式。提示：圖中最小立方體的個數(shù)與離子數(shù)目相等。
課后習題
3.內陸鹽礦中開采的氯化鈉稱為巖鹽，巖鹽的顆粒很大，我們能清楚地看出它的立方體形狀。把大顆粒的巖鹽敲碎后，小顆粒的巖鹽仍然呈立方體形狀。圖2.4-13表示了巖鹽晶體的平面結構：粉紅點為氯離子，灰點為鈉離子，如果把它們用直線連起來，將構成一系列大小相同的正方形，作分界線AA1，使它平行于正方形的對角線，作分界線BB1，使它平行于正方形的一邊。在兩線的左側各取一個鈉離子M和N，為了比較這兩個鈉離子所受分界線另一側的離子對它作用力的大小，分別以M、N為圓心，作兩個相同的扇形，不考慮扇形以外遠處離子的作用。
（1）如果F表示兩個相鄰離子之間引力的大小，問：M、N所受扇形范圍內的正負離子對它作用力的合力是F的多少倍？為使問題簡化，設所有離子都是質點，而且它們之間的相互作用遵從“平方反比”規(guī)律。
（2）根據計算結果解釋：為什么敲碎的巖鹽總是呈立方形狀，而不會沿圖中AA1分界線斷開？提示：實際晶體中的作用力要復雜得多，但這里的分析對理解自然現(xiàn)象還是有用的。

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