辽宁省大连市高中物理-第9章-固体、液体和物态变化-9.1-固体-新人教版选修3-3.ppt

这是一些生活中常见的固体这是一些生活中常见的固体导入新课导入新课蜡烛蜡烛石蜡石蜡硫酸铜硫酸铜我们平常所见的固体可以分为哪几类？我们平常所见的固体可以分为哪几类？它们的外表各自有什么特征？它们的外表各自有什么特征？第九章第九章 物态变化物态变化第一节第一节 固固 体体 1.知识与能力知识与能力知道固体分为晶体和非晶体两大类。知道固体分为晶体和非晶体两大类。知道晶体和非晶体在外形以及物理性知道晶体和非晶体在外形以及物理性质上的不同。质上的不同。知道晶体的种类分为单晶体和多晶体知道晶体的种类分为单晶体和多晶体两大类。两大类。了解一些固体材料在科研，生产，生了解一些固体材料在科研，生产，生活中应用。活中应用。教学目标教学目标2.过程与方法过程与方法 了解科学家研究固体微观结构的科学方法。了解科学家研究固体微观结构的科学方法。3.情感态度与价值观情感态度与价值观领悟科学探究中的实验的思想，培养科学价值领悟科学探究中的实验的思想，培养科学价值观。观。留心观察生活，热爱生活。留心观察生活，热爱生活。教学重难点教学重难点了解晶体与非晶体在物理特性的差异了解晶体与非晶体在物理特性的差异 能正确了解晶体的微观结构能正确了解晶体的微观结构重点重点从宏观的晶体结构去解释宏观外形从宏观的晶体结构去解释宏观外形与物理性质的差异与物理性质的差异难点难点本节导航本节导航一一晶体与非晶体晶体与非晶体二二单晶体和多晶体单晶体和多晶体三三晶体的微观结构晶体的微观结构一一晶体与非晶体晶体与非晶体 固体可以分为晶体和非晶体两类固体可以分为晶体和非晶体两类 在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体。固体固体晶体晶体非晶体非晶体石英石英食盐食盐玻璃玻璃蜂蜡蜂蜡松香松香云母云母味精味精橡胶橡胶图图示示你能给它们分类吗你能给它们分类吗1.晶体、非晶体的外形差异晶体、非晶体的外形差异(1)晶体都具有规则的几何形状晶体都具有规则的几何形状 食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形，石英的晶体中间是一个六面棱柱，八面体形，石英的晶体中间是一个六面棱柱，两端是六棱锥冬季的雪花，是水蒸气在空两端是六棱锥冬季的雪花，是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽然不同，但一般是六角形的规则图案。然不同，但一般是六角形的规则图案。非晶体则没有规则的几何形状非晶体则没有规则的几何形状(2)晶体有一定的熔点，非晶体没晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。有一定的熔点。晶体的物理性质晶体的物理性质与方向有关，这种特性与方向有关，这种特性叫做叫做各向异性。各向异性。非晶体的各种物理性质非晶体的各种物理性质、在各个方向、在各个方向上都是相同的，所以是上都是相同的，所以是各向同性各向同性的。的。2、物理性质的差异、物理性质的差异实验实验 把溶化了的蜂蜡薄薄地涂在薄玻璃片把溶化了的蜂蜡薄薄地涂在薄玻璃片上，把一枝缝衣针烧热然后用针尖接触蜂上，把一枝缝衣针烧热然后用针尖接触蜂蜡层的背面，不要移动针，观察蜂蜡融化蜡层的背面，不要移动针，观察蜂蜡融化区域的形状。区域的形状。蜂蜡融熔化区域的形状图甲图甲图乙图乙将玻璃片换成单层云母，再做以上实验将玻璃片换成单层云母，再做以上实验观察蜂蜡熔化区域的形状（图乙）观察蜂蜡熔化区域的形状（图乙）云母晶体在各个方向上的导热云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同个方向上的导热性能相同。实验结论二二.单晶体和多晶体单晶体和多晶体1.晶体又可以分为单晶体和多晶体。晶体又可以分为单晶体和多晶体。2.如果一个物体就是一个完整的晶体，如果一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗粒等。这样的晶体例如雪花、食盐小颗粒等。这样的晶体就叫做单晶体。就叫做单晶体。制造各种晶体管集成电路只能用单晶体制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶单晶硅或单晶锗硅或单晶锗)。3.如果整个物体是由许多杂乱无章地如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫做就叫做多晶体多晶体。由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒盐，就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒 多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性性，但是同单晶体一样，但是同单晶体一样，仍有确定的熔点仍有确定的熔点。三三.晶体的微观结构晶体的微观结构1.组成晶体的物质微粒（分子或原子、离组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶子）依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强体中物质微粒的相互作用很强,具有空间上的周具有空间上的周期性期性微粒的热运动不足以克服它们的相互作微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离微粒的热运动表现为在一定的平衡用而远离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。位置附近不停地做微小的振动。食盐的晶体结构示意图食盐的晶体结构示意图 食盐的晶体是由钠离子食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子和氯离子CI组成组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐具有正立方体的外形。平行线上，因而食盐具有正立方体的外形。(1)晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释。来解释。食盐晶体结构(2)晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的 下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长况从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线直线AB、AC、AD上，物质微粒的数目不同直上，物质微粒的数目不同直线线ABAB上物质微粒较多，直线上物质微粒较多，直线AD上较少，上较少，直线直线AC上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同。同。2.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，有的物质能够生成种类不同的几种晶体，是因是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。石墨的密度小，金刚石的密度大；石墨的密度小，金刚石的密度大；石墨能导电，金刚石不能导电。石墨能导电，金刚石不能导电。一种物质可能以晶体和非晶体两种不同一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是一种物质是晶体还是非晶的形态出现，也就是一种物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。体，并不是绝对的。小补充小补充 例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体。凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体。许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体 人们在研究中还发现，在冷却得足够快人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体都能成为非晶体。课堂小结课堂小结固体分为晶体和非晶体；固体分为晶体和非晶体；单晶体有规则的几何形状，显示各向异性，单晶体有规则的几何形状，显示各向异性，多晶体虽无上述特性，但与单晶体一样具有多晶体虽无上述特性，但与单晶体一样具有确定的熔点。确定的熔点。晶体的宏观性质是由它的结构决定的晶体的宏观性质是由它的结构决定的物体是晶体还是非晶体并不是绝对的物体是晶体还是非晶体并不是绝对的注意哦高考链接高考链接1、(2007年高考海南化学卷年高考海南化学卷24)N NaCl的晶胞如的晶胞如图，每个图，每个NaCl晶胞中含有的晶胞中含有的NaNa离子和离子和Cl离子的离子的数目分别是数目分别是()()(A)14，13(B)1，1(C)4，4 (D)6，6C根据共用电子对求解即可根据共用电子对求解即可2.(北京）北京）某物质有以下性质：某物质有以下性质：是电解质，是电解质，溶解溶解时有化学键的破坏，时有化学键的破坏，熔化时没有化学键的破坏，则熔化时没有化学键的破坏，则该物质固态时属于（该物质固态时属于（）A原子晶体原子晶体B离子晶体离子晶体C分子晶体分子晶体D金属晶体金属晶体D解析 熔化时没有化学键的破坏只能为原熔化时没有化学键的破坏只能为原子晶体或金属晶体，又溶于水化学键破子晶体或金属晶体，又溶于水化学键破坏。因而只能是金属晶体。坏。因而只能是金属晶体。（北京）（北京）最近发现一种由钛最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为（原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为（）ATiCBTi4C7 CTil3C14DTil4C13点点拨拨根据晶体结构，看共价键被根据晶体结构，看共价键被多少对公用。多少对公用。A课堂练习课堂练习1关于晶体和非晶体，下列说法中正确是（关于晶体和非晶体，下列说法中正确是（）A单晶体具有单晶体具有各向异性各向异性B多晶体也具有各向异性多晶体也具有各向异性 C非晶体非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的的各种物理性质，在各个方向上都是相同的 D晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的A2下列固体中全是由晶体组成的是（下列固体中全是由晶体组成的是（）A石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜 B石英、玻璃、云母、铜石英、玻璃、云母、铜C食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香 D蜂蜡、松香、橡胶、沥青蜂蜡、松香、橡胶、沥青3非晶体的各种物理性质、在各个方向非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是上都是 的，所以是的，所以是 的的A相同相同 各向同性各向同性 4制做晶体管、集成电路只能用制做晶体管、集成电路只能用 。单晶体单晶体5比较一下晶体和非晶体主要有哪些不同？比较一下晶体和非晶体主要有哪些不同？晶体都具有规则的几何形状非晶体则没晶体都具有规则的几何形状非晶体则没有规则的几何形状。有规则的几何形状。晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。有些晶体有各向异性，非晶体都是各向同性的。有些晶体有各向异性，非晶体都是各向同性的。6.一种水合碳酸钙矿物一种水合碳酸钙矿物ikaite,温度达到温度达到8oC即分解为即分解为方解石和水。该矿物晶体中的方解石和水。该矿物晶体中的Ca2+离子被氧原子离子被氧原子包围包围,2个氧原子来自同一个碳酸根离子，个氧原子来自同一个碳酸根离子，其余其余6个个氧原子来自氧原子来自6个水分子。它的单斜晶胞的参数为个水分子。它的单斜晶胞的参数为:a=887 pm,b=823pm,c=1102pm,=110.2，密，密度度d=1.83 gcm 3，Z=4通过计算得出这种晶体通过计算得出这种晶体的化学式。的化学式。ikaite晶胞体积：晶胞体积：V=abcsin=(8.87 8.23 11.02 10-24 cm3)sin110.2=7.55 10-22cm3 设晶胞中含有设晶胞中含有n n个水分子，晶胞的质量：个水分子，晶胞的质量：m=4 (100+18n)/NA(g)晶体密度：晶体密度：d=m/V=4(100+18n)/(6.02 1023 7.55 10-22)（gcm 3）=1.83gcm-3 100+18n=208n=6 该晶体的化学式为该晶体的化学式为 CaCO3 6H2O解析解析7某种固体制成的均匀薄片，将其一个表面涂上一某种固体制成的均匀薄片，将其一个表面涂上一层很薄的石腊，然后用烧热的钢针去接触其表面，层很薄的石腊，然后用烧热的钢针去接触其表面，发现石腊熔化区域呈圆形，由此可判定该薄片一定发现石腊熔化区域呈圆形，由此可判定该薄片一定是非晶体，这种说法是否正确？为什么？是非晶体，这种说法是否正确？为什么？这种说法是错误的。这是因为虽然实验现象这种说法是错误的。这是因为虽然实验现象是石腊熔化区域呈圆形，说明该薄片在导热性能是石腊熔化区域呈圆形，说明该薄片在导热性能方面表现为各向同性，但表现出各向同性的固体方面表现为各向同性，但表现出各向同性的固体有两类，即非晶体和多晶体，所以不能断定该薄有两类，即非晶体和多晶体，所以不能断定该薄片是非晶体。其实，即使是单晶体，在导热性能片是非晶体。其实，即使是单晶体，在导热性能方面也可能是各向同性。方面也可能是各向同性。教材习题答案教材习题答案1、犯了犯了“以偏盖全以偏盖全”的错误。并不是所有的晶的错误。并不是所有的晶体在导热方面均是各向异性，另外对于所有的体在导热方面均是各向异性，另外对于所有的多晶体并不存在导热的各向异性。多晶体并不存在导热的各向异性。2、在每一个小立方体内有在每一个小立方体内有4个个na+,而每个而每个na+又为又为8个小立方体共有，所以每个小立方体对个小立方体共有，所以每个小立方体对应个应个 nacl。设每个小立方体的边长为。设每个小立方体的边长为a，则，则 即即