人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体评课课件ppt
展开分子不停地做无规则运动,它们之间又存在相互作用力.分子力的作用使分子聚集在一起,分子的无规则运动又使它们分散开来.这两种作用相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态:固态、液态和气态.物理学又把固态和液态统称为凝聚态.凝聚态物理学是当前物理学发展最迅速的分支学科之一.
固体和液体有一个共同的特点:它们的分子间的距离跟分子本身的大小具有相同的数量级,因而分子间有较强的相互作用.这使得固体和液体都不易压缩,在微观结构上不像气体那样无序.
固体可以分成晶体和非晶体两类.
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、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体.
1.晶体、非晶体的外形和物理性质的差异
(1)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.
非晶体则没有规则的几何形状.
(2)晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点.
(3)晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做各向异性.
非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同的,所以是各向同性的.
现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形,而在玻璃片上呈圆形.
结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同,而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同.
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体,并不是绝对的.
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.
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.
1.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,例如雪花、食盐小颗粒等.这样的晶体就叫做单晶体.
制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗).
3.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,这样的物体就叫做多晶体.
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.
各种金属材料,也是多晶体.
多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性,但是同单晶体一样,仍有确定的熔点.
晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差异,这是为什么呢?
1.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、晶体中物质微粒的相互作用很强,具有空间上的周期性.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位置附近不停地做微小的振动.
X射线对晶体结构进行研究
电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相
食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子CI-组成的,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.
(1)晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释.
(2)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.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.
2.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构.
例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨,按图乙那样排列就成为金刚石.
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