高中物理第九章固体液体和物态变化1固体学案新人教版选修3_3

固体 0 旧知识 物态变化 物理性质 晶体和非晶体特性 晶体的微观结构 新知识 0 g保前自主学习 KEQIANZIZHUXUEXI 自主回顾打基础 ♦预习导引 1、晶体和非晶体 1. 固体可以分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矶、食盐、味精、蔗糖等是晶体, 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体. 2. 单晶体具有确定的几何形状,多晶体和非晶体没有确定的几何形状；我们在初中已 经学过，晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点. 3. 有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同, 这类现象称为各向异性.非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫做各向同性.由于 多晶体是许多里最住杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性的. 、习▲无流 铁块没有规则的几何形状，铁块是非晶体吗 提示铁块虽然没有规则的几何形状，但属于晶体. 二、晶体的微观结构 1. 1982年，扫描隧道显微镜的问世,使人类第一次观察到原子在物质表面的排列状况.在 各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性. 2. 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，那是因为组成它们的微粒能够按照丕 同规则在空间分布.如碳原子如果按照图甲那样排列，就成为石墨,而按照图乙那样排列， 就成为金刚石. 3. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,也就是说，物质是晶体还是非 晶体，并不是绝对的.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化. 石墨和金刚石都是由碳原子组成的，为什么石墨很软，而金刚石却很坚硬呢 提示金刚石和石墨中的碳原子排列规则不同. 膑谦堂考点演练 KETANGKAODIANYANLIAN课堂互动提能力 考点一晶体和非晶体的比较 ♦考点解读 1. 单晶体的特性 1 具有天然的规则外形.这种规则的外形不是人工造成的. 2 物理性质各向异性.这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶 体最主要的依据. 3 具有一定的熔点.单晶体在这一点上和多晶体没有区别.从宏观上区分晶体和非晶 体的重要依据是看有无一定的熔点. 2. 多晶体和非晶体 1 多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规 则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质.这是多晶体和非晶体在内部结 构上的区别. 2 多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有.例如 很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体. 3. 单晶体、多晶体及非晶体 1 单晶体与多晶体容易混淆，它们的共同特点是都有一定的熔点.它们的主要区别是 有无天然规则外形、物理性质各向同性还是各向异性. 2 多晶体与非晶体容易混淆.它们的共同特点是都没有天然规则外形，都具有各向同 性.它们的主要区别在于有无一定的熔点. 4. 晶体与非晶体的图表比较 分类 比较、 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 原子排列 有规则，但多晶体中每个晶粒间的 排列无规则 无规则 形成与转化 有的物质在不同条件下能够形成不同的晶体. 同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形 态出现，有些非晶体在一定条件下也可以转化 为晶体 典型物质 石英、T、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂 蜡、松香 特别提醒 1只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体. 2只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体. 3晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化. 4金属是多晶体，所以它是各向同性的. 考点例析 【例1】下列物质哪些是晶体，哪些是非晶体 铁、橡胶、玻璃、食盐、云母、塑料. 熟俸题指导 1. 非晶体会有规则的几何外形吗 2. 各向异性是单晶体和多晶体的共有性质吗 3. 晶体有什么特殊的物理性质呢 【解析】判断晶体与非晶体的依据是看它们有无确定的熔点，同时还要知道一些常见 的晶体、非晶体，如所有的金属都是晶体，这一规律在判断时就很有用. 【答案】 属于晶体的有铁、食盐、云母；属于非晶体的有橡胶、玻璃、塑料. 总结提能晶体与非晶体的判断方法 ⑴能够由是否具有天然规则外形来判断固体是单晶体还是非晶体或多晶体. 2 能够根据各向异性与各向同性来判断固体是单晶体还是非晶体或多晶体. 3 能够根据是否有固定熔点来判断固体是晶体还是非晶体. 某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物质B A. 一定是非晶体 B. 可能具有确定的熔点 C. 一定是单晶体，因为它有规则的几何外形 D. 一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质 解析导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是晶体，因此，A选项错误；晶 体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体的外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据， 应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何 外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；因为单晶体区别于多晶体和 非晶体在于其某种物理性质上的各向异性，并不一定所有的物理性质都表现为各向异性，因 此，D选项错误. 考点二用微观结构理论解释晶体的特性 考点解读 1. 晶体的微观结构的特点 1 组成晶体的物质微粒分子、原子或离子，依照一定的规律在空间中整齐地排列. 2 晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离. 3 微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动. 4 晶体微观结构的空间点阵 组成晶体的物质微粒按照一定的规律在空间中排成整齐的行列，构成所谓的空间点阵， 可用空间点阵来描述晶体的结构，并解释为什么晶体具有规则的几何形状和各向异性的物理 性质. 2. 晶体各向异性的表现 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则是各向同性的. 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等. 单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单 晶体的物理性能时测量结果不同. 单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下 ⑴云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性一一沿不同方向传热的快慢不同. 2 方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性一一沿不同方向电阻率不同. 3 立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性一一沿不同方向的弹性不同. 4 方解石晶体在光的折射上表现出各向异性一一沿不同方向的折射率不同. 3. 各向异性的微观解释 如图所示为在一个平面上晶体物质微粒的排列情况.从图中可以看出，在沿不同方向所 画的等长直线AB, AC,上物质微粒的数目不同，直线成上物质微粒较多，直线上较少, 直线』。上更少，正因为在不同方向上物质微粒