人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体导学案

2.4固体

一、晶体和非晶体

1.固体的分类

(1)晶体：如     、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。

(2)非晶体：如      、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。

2.晶体和非晶体的比较

(1)单晶体     天然规则的几何形状，非晶体     天然规则的几何形状。

(2)晶体     确定的熔点，非晶体     确定的熔点；某些单晶体的物理性质表现为各向     ，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向     。

3.多晶体:一些固体，由许多小的晶粒(单晶体)组成，这些小的单晶体的取向         ，把它称为多晶体，它没有确定的几何外形，也不显示各向异性，仅保留了在一定压强下具有确定熔点的特征。

单晶体、多晶体及非晶体的异同比较

注意:对单晶体的各向异性的理解

(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同。

(2)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。

【判一判】

(1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形。(   )

(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。(   )

(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体。(   )

二、晶体的微观结构

1.组成晶体的原子(或分子、离子)，按照一定的规则排列，具有空间上的周期性。

2.微观结构的不同，造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同。

3.在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然石英熔化后再凝固成石英玻璃。

【判一判】

(1)同一种物质只能形成一种晶体。(   )

(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。(   )

(3)金刚石是晶体，石墨是非晶体。(   )

例1. 下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是(　　)

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔化温度

针对训练1. 下列物质是晶体还是非晶体的判断正确的是(　　)

A．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体

B．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

C．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体

D．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

例2. (多选)有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有(　　)

A．同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质

B．同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质

C．同种元素形成晶体只能有一种排列规律

D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规律

针对训练2. (多选)大自然中存在许多绚丽夺目的晶体，由于化学成分和结构各不相同，这些晶体呈现出千姿百态；高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的。关于晶体与非晶体，下列说法正确的是(　　)

A．晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的

C．有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布

D．多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状

【巩固练习】

1．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　)

A．凡是晶体，都具有确定的几何外形

B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的

D．晶体都有各向异性，非晶体是各向同性

2．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。下列说法中正确的是(　　)

A．A处的晶体分子可以沿三条线段发生定向移动

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

3．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

4．(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构．如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是(　　)

A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体

B．石墨是单质，石墨烯是化合物

C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的

5．(多选)国家游泳中心——水立方，像一个蓝色透明的“冰块”，透过它，游泳中心内部设施尽收眼底．这种独特的感觉来源于建筑外墙采用了一种叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚体)的膜材料，这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　)

A．在物理性质上具有各向同性

B．在物理性质上具有各向异性

C．具有一定的熔点

D．可以做成规则形状的物体

6．2020年，“嫦娥五号”探测器顺利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等符号相反的电荷“压电效应”。如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。以下关于该石英晶体说法正确的是(　　)

A．没有确定的熔点

B．具有各向同性的压电效应

C．没有确定的几何形状

D．是单晶体

7.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　)

A．可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体

B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体

C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球一定是单晶体

D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则一定是多晶体

8.一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

2.4 固体答案

例1. 答案　D

解析：只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，常见的金属属于多晶体，故B错；大盐粒磨成细盐，细盐仍是形状规则的晶体，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔化温度，故D对．

针对训练1. 答案　B

解析：因石英有规则的几何外形，且各向异性是晶体，而玻璃没有确定的熔点，为非晶体，故A错误；晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，故B正确；蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，但是用放大镜看，仍可发现组成糖块的一个个晶粒，所以它是晶体中的多晶体，故C错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故D错误。

例2. 答案　BD

解析：同种元素的原子可以按不同结构排列，形成不同的物质，其物理性质也不同，例如：由碳元素组成的石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性能、导电性能和光学性质等都有很大差别，所以B、D正确，A、C错误。

针对训练2.答案　CD

解析：单晶体沿不同方向的导热或导电性能不相同，沿不同方向的光学性质不一定相同，故A错误；固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔化以后再凝固的石英玻璃却是非晶体，故B错误；有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成晶体的微粒能够按照不同规则在空间分布，故C正确；多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故D正确。

【巩固练习】

1. 答案　B

解析：多晶体，没有确定的几何外形，所以A错误；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以B正确；晶体内部、非晶体内部的物质微粒都是不停地运动着的，所以C错误；单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以D错误。

2. 答案　C

解析：晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线段发生定向移动，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。

3.答案　BCD

解析：晶体并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍然是晶体，A错误；根据是否有确定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，单晶体有各向异性，具有不同的光学性质，B正确；同种元素构成的固体，可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，D正确。

4．答案　CD

解析：石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质，A、B错误，C正确；两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，D正确，故正确的答案为C、D.

5. 答案　AD

解析　非晶体没有一定的熔化温度，在物理性质上表现为各向同性，可以人工加工成规则形状的物体，故A、D正确．

6.答案　D

7.答案　C

8. 答案　A

解析　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．