人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体教学演示课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体教学演示课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了晶体和非晶体，单晶体和多晶体，晶体的微观结构，金刚石，碳族新材料，碳族新材料石墨烯，石墨烯晶体管，柔性显示屏，柔性光伏电池板，超轻型飞机材料等内容，欢迎下载使用。

1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.2.知道单晶体和多晶体的区别.3.了解晶体的微观结构．
食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。
观察食盐颗粒和松香的外形，它们的外形各有怎样的特征？再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么样的差别吗？
固体、液体、气体的性质是什么？
本节课我们就对固体进行探究
一组没规则形状；另一组有规则形状.
上图是在日常生活中有两组常见的物质：一组是玻璃、蜂蜡、硬塑料等；另一组是盐粒、砂糖、石英.两类固体物质的外表各有什么特征？
1．晶体：具有规则的几何形状．
石英（六面棱柱和2个六面棱锥）
2．非晶体：没有规则的几何形状．
玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状
玻璃（非晶体）在各个方向上导热性能是相同的
云母（晶体）在各个方向上导热性能是不同的
把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象
观察方解石晶体是各向异性
常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点。它们是晶体还是非晶体?
从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的晶粒组成的。每个晶粒都是一个小的单晶体。但是，由于这些小的单晶体的取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状。
晶体和非晶体有哪些差异？
3．晶体和非晶体的差异
晶体有规则的几何形状；非晶体则没有规则的几何形状.
①云母导热性上表现出显著的各向异性②而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿③有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．
晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性）
晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）
晶体具有各向异性，但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．
(1)一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现: 例如水晶:天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体，即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的．
4．晶体和非晶体间的转化
(2)许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．
(3)在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体．
思考：多晶体与非晶体有哪些相同点和不同点？
有（天然）规则的几何形状
某些物理性质（导电、导热、光学性质）可表现为各向异性
导电、导热、光学性质表现为各向同性
无（天然）规则的几何形状
固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志．
具有规则几何形状的固体不一定是晶体．例如：有规则形状的蜡烛不是晶体，而是非晶体。
判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法
晶体呈现出很多特殊的宏观性质（外形规则、有固定熔点、各向异性等）猜一猜：晶体在微观结构上可能有什么特点？
探索客观世界的一般方法：由表及里、由现象到本质
17-19世纪的假说：晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的。
德国物理学家 M.vn劳厄于1912年发现X射线在晶体中会发生衍射现象，推导出了晶体作为三维光栅的衍射方程，即劳厄方程，因此获得1914年的诺贝尔物理学奖。劳厄预言可以用X射线通过晶体得到的衍射图像确定晶体结构。布拉格父子在劳厄的基础上，成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构，并提出了作为晶体衍射基础的著名公式─布拉格定律，他们于1915年共同获得诺贝尔物理学奖。
20世纪70年代，通过电子显微镜观察到钍、铀原子的像
1982年，扫描隧道显微镜问世，观察到原子在物质表面的排列状况
下图表示在一个平面内晶体物质微粒的排列情况．AB=AC=AD。
想一想：这个图能解释晶体的什么宏观特性？
直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC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同．
如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直线AB、AC、AD上，物质微粒的数目不同．
注意：模型图里的点只是微粒做震动的平衡位置。
2.用晶体的微观结构解释晶体的特征
（1）为什么晶体具有规则的几何外形？
由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的，表现在外形上具有规则的几何形状，且不同类型的晶体结构，决定了各种晶体的不同外形。
（2）如何解释物理性质的各向异性呢？
在不同方向上物质微粒的排列情况不同，引起晶体的不同方向上物理性质的不同。
（3）晶体的熔点为什么固定？
晶体溶化时，吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。
非晶体熔化时，先变软，然后变成粘滞性很大的液体，温度不断升高。
说一说：他们有哪些物理特性？可能有哪些用途？为什么？
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。
石墨质地松软，粉状润滑剂，制作铅笔心．
金刚石有很大的硬度，可以用来切割玻璃
铅芯的主要成分是石墨，请利用手边的材料，设计实验体验石墨的润滑作用。
富勒烯C6012个正五边形20个正六边形你能根据微观结构判断这种材料可能的特点吗？
碳原子组成的六角形蜂巢晶格的纳米材料，具有非常优异的光学、力学、电学特征
室温下石墨烯载流子迁移率高，受温度和掺杂影响小，超高频率
石墨烯良好的电导性、透光性及柔性，使它在透明导电方面极具优势。
石墨烯与硅结合的新型太阳能电池。
石墨烯的厚度是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍，是目前最轻最薄、最强的材料。
石墨烯运用于涂料，可增强防腐、耐磨、散热等功能。广泛运用于船舶、车辆、桥梁、日常用具等。
石墨烯具有六边形的晶格结构单层厚度仅为0.335 nm。
『判一判』(1)铁块没有规则的几何形状，所以是非晶体。(　　)(2)晶体具有确定的熔点。(　　)(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。(　　)(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。(　　)(5)玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状。(　　)(6)晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的。(　　)(7)晶体一定有规则的几何形状。 (　　)(8)有规则几何形状的固体一定是晶体。 (　　)(9)常见的金属是多晶体。 (　　)(10)常见的金属是晶体。 (　　)
【例题1】下列说法正确的是 (　　)A.一个固体球，若沿各条直径方向上的导电性能不同，则该球为单晶体B.一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体C.一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体D.黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体
只有单晶体才有各向异性,A项正确；多晶体和非晶体都具有各向同性，B项错误；只有晶体才有固定熔点，C项正确；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍然是晶体，D项错误。
【例题2】晶体在熔解过程中所吸收的热量主要用于（ ）A.破坏空间点阵结构，增加分子动能B.破坏空间点阵结构，增加分子势能C.破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能D.破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能
晶体有固定的熔点，熔解过程吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构。因为温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加。
【例题3】一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图3所示.如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是( )
A.单晶体 B.多晶体C.非晶体 D.普通金属
用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′、O2O2′方向测量结果均相同，说明该样品沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即物理性质表现为各向异性，A正确，B、C错误。如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大，D错误.
【例题4】晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段.下列说法正确的是（ ）
A.A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动B.三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的C.三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的D.以上说法均不正确
晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B、D错误，C正确。
晶体有固定的熔点，熔解过程吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加.
对熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒具有足够大的动能克服微粒间的相互作用，离开振动的平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列(从能量角度来看是增加了分子势能)，温度并不发生变化．
多晶体的微观结构及对其性质的解释多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的．平常见到的各种金属材料都是多晶体．把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的．晶粒有大有小，最小的只有10－5 cm，最大的也不超过10－3 cm.每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状，因为大量晶粒的杂乱无章地排列，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性．它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性．
想一想：在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图 (a)、(b)、(c)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示。则由此可判断出甲为________，乙为________，丙为________。(填“单晶体”、“多晶体”或“非晶体”)
解析：晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体的物理性质具有各向同性。
1．关于晶体和非晶体，下列说法中正确是（      ）      A．单晶体具有各向异性 B．多晶体也具有各向异性 C．非晶体的各种物理性质，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
2．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 B．石英、玻璃、云母、铜 C．食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香 D．蜂蜡、松香、橡胶、沥青
3.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　 )A．有规则的几何外形的固体一定是晶体B．晶体在物理性质上一定是各向异性的C．非晶体在适当的条件下可能转化为晶体D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
4.下列说法正确的是( )A．一个固体球，若沿各条直径方向上的导电性能不同，则该球为单晶体B．一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体C．一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体D．黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体