高中人教版 (2019)固体课堂教学课件ppt

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1.了解固体的分类,知道晶体和非晶体的特点及区分方法。(物理观念)2.知道单晶体和多晶体的区别。(物理观念)3.理解单晶体的各向异性、多晶体和非晶体的各向同性。(物理观念)4.会用晶体的微观结构解释其宏观性质。(科学思维)
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一、晶体和非晶体1.固体可以分为　　　　和　　　　两类。石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是　　　　,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是　　　　。 2.单晶体具有　　 　　的几何形状,多晶体和非晶体没有_______　　　　的几何形状,我们在初中已经学过,晶体　　　　　　的熔点,非晶体　　　　　的熔点。 
区别晶体和非晶体的唯一标准
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,这类现象叫作　　　　　　。非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫作　　　　　　。由于多晶体是许多　　　　　杂乱无章地组合而成的,所以多晶体是　　　　　　的。 
【要点提示】 具有各向异性的一定是单晶体,具有各向同性的可能是非晶体或多晶体。
二、晶体的微观结构1.规则性:在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的　　　　排列的,具有　　　　　　的周期性。 2.变化或转化在不同条件下,同种物质的微粒按照　　　　　　　　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　　　　　　　　可以转化为非晶体,例如天然石英晶体熔化以后再凝固就变成了石英玻璃,而石英玻璃是非晶体。 
情境链接如图是常见的灯饰水晶球。通过其外形,判断其是晶体还是非晶体?有什么方法可以进一步验证你的判断?
提示 简单观察灯饰水晶球发现其外观规则,故可初步判断其为晶体。为进一步验证,可加热水晶球使其熔化并记录温度,看其是否有确定的熔点,有则为晶体。
教材拓展阅读教材P32思考与讨论,思考能不能仅根据物体的几何形状是否规则判断物体是晶体还是非晶体?
提示 区分晶体与非晶体要看其有无确定的熔点,晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点。仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体。
易错辨析(1)铁块没有规则的几何形状,所以是非晶体。(　　)(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。(　　)(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。(　　)(4)同一种物质只能形成一种晶体。(　　)(5)玻璃没有确定的熔点,也没有天然的、规则的几何形状。(　　)
探究点一　晶体和非晶体
图甲是日常生活中常见的几种晶体,图乙是生活中常见的几种非晶体,请在图片基础上思考以下问题:
(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同?(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗?
提示 (1)单晶体有规则的几何外形,多晶体和非晶体无规则的几何外形。(2)不是,由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体也没有规则的几何外形。
1.晶体与非晶体的区别
2.对单晶体的各向异性的理解(1)各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光学性质等。(2)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:①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。
特别提示　晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点,单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则的几何形状及物理性质是各向异性还是各向同性。
②方解石晶体能把光分解为两束光而沿不同方向折射——沿不同方向的折射率不同。③方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。④立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。
【例题1】 (多选)嫦娥五号探测器胜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①——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②,则石英晶体(　　)A.具有各向异性的压电效应B.没有确定的熔点C.有规则的几何形状D.是多晶体
解析 由题意可知,石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著,其他方向不明显,因此石英具有各向异性的压电效应,A正确;晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,石英是单晶体,有确定的熔点,有规则的几何形状,B、D错误,C正确。
1.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其背面一点,蜡熔化的范围如图(a)所示。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图像如图(b)所示,则(　　)A.甲、乙是非晶体,丙是晶体B.甲、丙是晶体,乙是非晶体C.甲、丙是非晶体,乙是晶体D.甲是非晶体,乙是多晶体,丙是单晶体
解析 由题图(b)知,甲、丙有确定的熔点,乙没有确定的熔化温度,所以甲、丙是晶体,乙是非晶体;由题图(a)知,甲、乙的导热性能呈各向同性,丙的导热性能呈各向异性,所以丙是单晶体,B正确。
探究点二　晶体的微观结构
单晶体具有规则的几何外形,物理性质方面表现为各向异性,而非晶体没有规则的几何外形,并且物理性质方面表现为各向同性。产生这些不同的根本原因是什么呢?
提示 它们的微观结构不同。
用微观结构理论解释晶体的特性1.对单晶体各向异性的解释如图所示,这是在一个平面上单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,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。
2.对晶体具有一定熔点的解释给晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化。3.对多晶体特征的微观解释晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,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。多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点,而非晶体没有。
4.对非晶体特征的微观解释在非晶体内部,物质微粒的排列是杂乱无章的,从统计的观点来看,在微粒非常多的情况下,沿不同方向的等长直线上,微粒的个数大致相等,也就是说,非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同,所以非晶体在物理性质上表现为各向同性。
【例题2】 (多选)晶体不同于非晶体,它具有规则的几何外形,在不同方向上物理性质不同,而且具有确定的熔点,下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性(　　)A.组成晶体的物质微粒,在空间按一定的规律排成整齐的行列,构成特定的空间点阵B.晶体在不同方向上物理性质不同,是因为不同方向上微粒数目不同,微粒间距不同C.晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上的物质微粒的性质不同
D.晶体在熔化时吸收的热量,全部用来瓦解晶体的规则的排列,转化为分子间势能;因此,晶体在熔化过程中保持一定的温度不变;只有规则的排列完全被瓦解,晶体完全变为液体后,继续加热,温度才会升高
解析 很多晶体都是由相同的物质微粒组成的,例如,金刚石和石墨都是由碳原子组成的,不同方向上物质微粒完全一样,可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的,而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的。故C错误,A、B、D正确。
2.关于石墨和金刚石的区别,下列说法正确的是(　　)A.石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体B.金刚石晶体结构紧密,所以质地坚硬,石墨晶体是层状结构,所以质地松软C.石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体D.石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
解析 石墨和金刚石是碳的同素异形体,其化学性质相同;组成它们的微粒的空间结构不同,石墨中的碳原子排列为层状结构,层与层间距离很大,所以其质地松软;金刚石中的碳原子排列紧密,相互间作用力很强,所以其质地坚硬,故选项B正确。
1.(晶体和非晶体的特点)随着科技的发展,国家对晶体材料的研究也越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　)A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形B.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现C.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点D.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性
2.(区别晶体和非晶体)如图所示,四块固体中属于非晶体的是(　　)
3.(晶体的微观结构)(2025浙江宁波高二期中)中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图,在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时,融化的石蜡呈现椭圆状,则该合成云母(　　)A.没有规则的外形B.有固定的熔点C.各原子都保持静止不动D.是多晶体
4.(非晶体的物理性质)(多选)国家游泳中心——水立方,像一个透明的蓝色的“冰块”。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)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.没有一定的熔点