高中物理 第三章 固體和液體 1 晶體和非晶體課件 教科版選修33

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1、1晶體和非晶體第三章固體和液體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道固體分為晶體和非晶體兩大類，知道晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別.2.知道晶體分為單晶體和多晶體.3.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)和固體性質(zhì)的微觀解釋.內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)自主預(yù)習(xí)一、晶體和非晶體一、晶體和非晶體1.固體可以分為 和 兩類.晶體又可以分為 晶體與 晶體.2.金剛石、食鹽、石英、云母、明礬、硫酸銅、味精、蔗糖等是 ，玻璃、松香、瀝青、橡膠、蜂蠟等是 .晶體非晶體單多晶體非晶體3.晶體和非晶體的區(qū)別分類宏觀外形物理性質(zhì)非晶體 (填“有”或“沒(méi)有”)天然規(guī)則的幾何形狀

2、(填“有”或“沒(méi)有”)確定的 ；導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向 _(填“異性”或“同性”)沒(méi)有沒(méi)有熔點(diǎn)同性晶體單晶體 (填“有”或“沒(méi)有”)天然規(guī)則的幾何形狀 (填“有”或“沒(méi)有”)確定的 ；導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向 (填“異性”或“同性”)多晶體 (填“有”或“沒(méi)有”)天然規(guī)則的幾何形狀 (填“有”或“沒(méi)有”)確定的 ；導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向_ (填“異性”或“同性”)有有異性沒(méi)有有熔點(diǎn)熔點(diǎn)同性二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)和固體性質(zhì)的微觀解釋二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)和固體性質(zhì)的微觀解釋1.晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體中的微粒是有 的、 排列的結(jié)構(gòu)稱為 結(jié)構(gòu)，并影響晶體的許多特性.2.固體性質(zhì)的

3、微觀解釋(1)構(gòu)成固體的微粒排列緊密，絕大多數(shù)粒子只能在各自 附近做小范圍的無(wú)規(guī)則振動(dòng)，所以固體具有固定的 和 .(2)同一種物質(zhì)微粒，因?yàn)榕帕薪Y(jié)構(gòu)不同可以形成不同的 ，從而表現(xiàn)出 的物理性質(zhì).規(guī)則周期點(diǎn)陣平衡位置形狀體積晶體結(jié)構(gòu)不同1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)所有晶體都具有天然、規(guī)則的幾何外形.( )(2)沒(méi)有固定熔點(diǎn)的固體一定是非晶體.( )(3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體.( )(4)同一種物質(zhì)只能形成一種晶體.( )(5)有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體.( )即學(xué)即用即學(xué)即用答案2.某球形固體物質(zhì)，其各向?qū)嵝阅懿幌嗤?，則該物體一定是_.答案晶體重點(diǎn)探究重點(diǎn)探究(1)

4、如圖1甲所示是日常生活中常見(jiàn)的幾種晶體，圖乙是生活中常見(jiàn)的幾種非晶體，請(qǐng)?jiān)趫D片基礎(chǔ)上思考以下問(wèn)題：一、晶體和非晶體導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究甲乙圖1答案答案答案單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體無(wú)規(guī)則的幾何外形.沒(méi)有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？答案答案不是.由于多晶體是許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體也沒(méi)有確定的幾何外形.晶體與非晶體在外觀上有什么不同？(2)在云母片和玻璃片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的另一面，石蠟熔化，如圖2所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？圖2答案答案玻璃片上石蠟的熔化區(qū)呈圓形，說(shuō)明玻璃片沿各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能相同.云母片

5、上石蠟的熔化區(qū)呈橢圓形，說(shuō)明云母片沿各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能不相同.答案1.判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法(1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無(wú)確定的熔點(diǎn)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn).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(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性.知識(shí)深化知識(shí)深化2.各向異性的表現(xiàn)各向異性的表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而非晶體及多晶體則是各向同性的.通常所說(shuō)的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光的折射性能等.單晶體的各向異性是

6、指單晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測(cè)試單晶體的物理性能時(shí)測(cè)量結(jié)果不同.例例1下列關(guān)于晶體和非晶體的說(shuō)法，正確的是 A.所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C.大鹽粒磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D.所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)答案解析解析解析只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯(cuò)；單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無(wú)規(guī)則的幾何形狀，常見(jiàn)的金屬屬于多晶體，故B錯(cuò)；大鹽粒磨成細(xì)鹽，細(xì)鹽仍是形狀規(guī)則的晶體，故C錯(cuò)；晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，故D對(duì).例例2在甲、乙、丙三種固體薄片上涂

7、上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖3(a)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(b)所示，則 答案解析圖3A.甲、乙是非晶體，丙是晶體B.甲、丙是晶體，乙是非晶體C.甲、丙是非晶體，乙是晶體D.甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體解析解析由題圖(a)知，甲、乙的導(dǎo)熱性能呈各向同性，丙的導(dǎo)熱性能呈各向異性；由題圖(b)知，甲、丙有固定的熔點(diǎn)，乙沒(méi)有固定的熔點(diǎn).所以甲、丙是晶體，乙是非晶體.判斷晶體與非晶體的關(guān)鍵是看有無(wú)確定的熔點(diǎn).單晶體與多晶體的區(qū)別關(guān)鍵看有無(wú)規(guī)則的幾何外形以及是否為各向異性.方法總結(jié)方法總結(jié)二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)固體性質(zhì)的微觀解釋(1)單晶

8、體具有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體卻沒(méi)有規(guī)則的幾何外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性.產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究答案答案答案它們的微觀結(jié)構(gòu)不同.(2)金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成的，但它們?cè)谟捕壬喜顒e很大，這說(shuō)明什么問(wèn)題？答案答案答案金剛石是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力很強(qiáng)，所以金剛石的硬度大.石墨是層狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力較弱，所以石墨的硬度小.這說(shuō)明組成物質(zhì)的微粒按照不同的規(guī)則在空間分布會(huì)形成不同的晶體.(3)固體為什么有一定的體積和形狀？晶體為什么會(huì)表現(xiàn)各向異性？答案答案答案構(gòu)成固體(晶體或非晶體)的微粒排列非常緊密，微粒之間的引力很大，絕大多

9、數(shù)粒子只在各自的平衡位置附近做小范圍的無(wú)規(guī)則振動(dòng)，所以固體具有固定的形狀和體積.晶體在不同的方向上微粒排列的情況不同，所以晶體在不同的方向上會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，即各向異性.1.單晶體、多晶體及非晶體的異同知識(shí)深化知識(shí)深化分類微觀結(jié)構(gòu)宏觀表現(xiàn)外形物理性質(zhì)晶體單晶體組成晶體的物質(zhì)微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規(guī)則排列空間點(diǎn)陣幾何形狀天然、有規(guī)則某些物理性質(zhì)各向異性有確定的熔點(diǎn)多晶體由無(wú)數(shù)的晶體微粒(小晶粒)無(wú)規(guī)則排列組成無(wú)天然、規(guī)則的幾何外形各向同性非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒是無(wú)規(guī)則排列的沒(méi)有確定的熔點(diǎn)2.對(duì)晶體的微觀解釋(1)對(duì)單晶體各向異性的解釋圖4為在一個(gè)平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況.在

10、沿不同方向所畫的等長(zhǎng)線段AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同.線段AB上物質(zhì)微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少.因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(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.圖4(2)對(duì)晶體具有確定熔點(diǎn)的解釋給晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分微粒有足夠的動(dòng)能克服微粒間的作用力，離開(kāi)平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開(kāi)始熔化，熔化時(shí)晶體吸收的熱量全部用來(lái)破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化.3.有的物質(zhì)有幾種晶體，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)上有很大的不同.特別提醒特別提醒多晶體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的

11、小晶體(晶粒)組成，每個(gè)小晶粒都是一個(gè)小單晶體，具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何外形，由于晶粒在多晶體內(nèi)雜亂無(wú)章地排列著，所以多晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性.答案例例3(多選)下列說(shuō)法正確的是 A.晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的B.有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形 成不同的空間結(jié)構(gòu)C.凡具有各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D.晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的解析解析解析晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；具有各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，多晶體也具有這樣的性質(zhì)，C錯(cuò)誤.例例4(多選)2010年諾貝爾物理

12、學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯?他們通過(guò)透明膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開(kāi)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(jié)構(gòu).如圖5所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識(shí)判斷，下列說(shuō)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(zhì)，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(guò)物理變化的方法獲得石 墨烯的答案解析圖5解析解析石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質(zhì)，A、B錯(cuò)誤，C正確；兩位科學(xué)家是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確.達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(晶體和非晶體晶體和非

13、晶體)下列固體中全是由晶體組成的是 A.石英、云母、明礬、食鹽、銅B.石英、玻璃、云母、銅C.食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香D.蜂蠟、松香、橡膠、瀝青答案122.(晶體和非晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體和非晶體的微觀結(jié)構(gòu))(多選)下列關(guān)于晶體和非晶體，正確的說(shuō)法是 A.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒排列是 不規(guī)則的B.晶體內(nèi)部的微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動(dòng)著的C.晶體和非晶體并不是絕對(duì)的D.在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非 晶體答案解析12解析解析晶體內(nèi)部的微粒是按一定規(guī)律排列的，而非晶體則無(wú)這一特點(diǎn)，A正確；物質(zhì)內(nèi)部的微粒都在運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；晶體和非晶體在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，C正確；即使是晶體，各個(gè)平面上的微粒數(shù)也不一定相等，D錯(cuò)誤.12