《晶体和非晶体》课件4.ppt

1、第一节晶体和非晶体第一节晶体和非晶体 第二节晶体的微观结构第二节晶体的微观结构 第三节固体新材料第三节固体新材料核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第一节第一节第三节第三节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道什么是晶体、非晶体以及晶体知道什么是晶体、非晶体以及晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别和非晶体在外形上和物理性质上的区别2知道晶体内部的物质微粒是按照一定规律在空知道晶体内部的物质微粒是按照一定规律在空间整齐排列的间整齐排列的3知道晶体外形的规则性及其物理性质的各向异知道晶体外形的规则性及其物理性质的各

2、向异性性4了解固体新材料的基本特征了解固体新材料的基本特征重点难点：重点难点：1.晶体和非晶体的区别及物理性质晶体和非晶体的区别及物理性质2晶体的微观结构晶体的微观结构课前自主学案课前自主学案一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体1固体的分类：晶体和非晶体固体的分类：晶体和非晶体(1)_，如：石英、云母、单晶硅和单晶锗，如：石英、云母、单晶硅和单晶锗等等(2)_，如：各种常见金属，如：各种常见金属(3)_，如：玻璃、松香、沥青、橡胶等，如：玻璃、松香、沥青、橡胶等单晶体单晶体多晶体多晶体非晶体非晶体2单晶体单晶体(1)具有规则的具有规则的_如食盐的晶体是正立如食盐的晶体是正立方体；冬季的雪花一般是六

3、角形的规则图案方体；冬季的雪花一般是六角形的规则图案(2)具有固定的具有固定的_，加热熔化过程中，物体的，加热熔化过程中，物体的温度温度_(3)在不同的方向上，机械强度、导热性能、导电在不同的方向上，机械强度、导热性能、导电性质等物理性质性质等物理性质_同，也就是说单晶体具有同，也就是说单晶体具有_3多晶体多晶体(1)没有规则的没有规则的_(2)具有固定的具有固定的_(3)在不同的方向上，具有在不同的方向上，具有_的物理性质，也的物理性质，也就是说，多晶体具有就是说，多晶体具有_几何形状几何形状熔点熔点保持不变保持不变不不各向异性各向异性几何形状几何形状熔点熔点相同相同各向同性各向同性4非晶体

4、非晶体(1)没有规则的没有规则的_(2)没有固定的没有固定的_，在加热熔化的过程中，物，在加热熔化的过程中，物体的温度体的温度_(3)在不同的方向上，具有在不同的方向上，具有_的物理性质的物理性质(4)有些材料在某种条件下是晶体，在另一条件下有些材料在某种条件下是晶体，在另一条件下则是则是_，有的晶体与非晶体，在一定条件，有的晶体与非晶体，在一定条件下，还可以下，还可以_几何形状几何形状熔点熔点增加增加各向同性各向同性非晶体非晶体相互转化相互转化二、晶体的微观结构二、晶体的微观结构1晶体的微观结构假说的内容：晶体内部的微粒晶体的微观结构假说的内容：晶体内部的微粒是是_地排列的地排列的2假说提出

5、的依据：晶体外形的假说提出的依据：晶体外形的_和物理和物理性质的性质的_3实验验证：人们用实验验证：人们用_和电子显微镜对晶和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后证实了晶体的内部粒子体的内部结构进行研究后证实了晶体的内部粒子有规则排列的假说是正确的有规则排列的假说是正确的有规则有规则规则性规则性各向异性各向异性X射线射线4微观结构理论的内容微观结构理论的内容(1)组成晶体的物质微粒组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子原子、分子或离子)在空在空间排成阵列，呈现周而复始的间排成阵列，呈现周而复始的_，说明，说明晶体的微观结构具有晶体的微观结构具有_特点特点(2)晶体内部各微粒之间存在着很强的晶体内

6、部各微粒之间存在着很强的_，微粒只能在，微粒只能在_附附近做微小振动近做微小振动有序结构有序结构周期性周期性相互作用力相互作用力各自的平衡位置各自的平衡位置5固体特征的微观解释固体特征的微观解释(1)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线(2)现象：现象：单晶体在不同直线上单晶体在不同直线上_不不相等，说明沿不同方向相等，说明沿不同方向_及及_情况不相同，在物理性质上表现为各情况不相同，在物理性质上表现为各向异性向异性非晶体在不同直线上微粒的个数非晶体在不同直线上微粒的个数_，说明沿不同方向说明沿不同方向_及及_情况基情况基本相同，在物理性质上表现为各向同

7、性本相同，在物理性质上表现为各向同性(3)同一种物质在同一种物质在_形成不同的晶形成不同的晶体体微粒的微粒的微粒的个数微粒的个数微粒的排列微粒的排列物质结构物质结构大致相等大致相等微粒排列微粒排列物质结构物质结构不同条件下不同条件下三、固体新材料三、固体新材料1新材料的基本特征新材料的基本特征(1)新材料有优异的性能和广阔的应用前景；新材料有优异的性能和广阔的应用前景；(2)新材料的发展与新材料的发展与_、_密切相关；密切相关；(3)新材料往往具有新材料往往具有_，如超高强度、超，如超高强度、超高硬度、超塑性；高硬度、超塑性；(4)新材料的研发和应用推动了人类文明和社会的新材料的研发和应用推动

8、了人类文明和社会的进步；进步；(5)_ 是当前用途最广的半导体材料是当前用途最广的半导体材料新工艺新工艺新技术新技术特殊性能特殊性能硅硅2新材料的未来新材料的未来(1)新材料科学正向着研究各种新材料科学正向着研究各种_(例如例如复合金属材料、复合陶瓷材料、复合高分子材料复合金属材料、复合陶瓷材料、复合高分子材料)、研究并开发研究并开发_、开发同时具有感知外界、开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的环境或参数变化和驱动功能的_、研究、研究开发开发_等方向发展等方向发展(2)新材料的新材料的_、_和和_也是今后新材料科学技术发展的重也是今后新材料科学技术发展的重要内容要内容复合材料复合材料

9、纳米材料纳米材料机敏材料机敏材料生物医学材料生物医学材料制备工艺制备工艺检测仪器检测仪器计算机应用计算机应用思考感悟思考感悟家庭、学校或机关的门锁常用家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁碰锁”，然而使，然而使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰，造成用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰，造成锁门困难，这时，你可以用铅笔在锁舌上研磨几锁门困难，这时，你可以用铅笔在锁舌上研磨几下，下，“碰锁碰锁”便开关自如了，而且可以维持几个便开关自如了，而且可以维持几个月之久，你知道其中的道理吗？月之久，你知道其中的道理吗？提示：提示：因为铅笔中含有石墨成分，利用的是石墨因为铅笔中含有石墨成分，利用的是石墨的润滑作

10、用，石墨具有层状结构，层与层之间容的润滑作用，石墨具有层状结构，层与层之间容易脱落，因而起到润滑作用易脱落，因而起到润滑作用核心要点突破核心要点突破一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体1晶体和非晶体的区别晶体和非晶体的区别(1)在外形上，晶体具有规则的几何形状，而非晶在外形上，晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有体则没有食盐晶体、明矾晶体、石英晶体的形状虽然各不食盐晶体、明矾晶体、石英晶体的形状虽然各不相同，但都有规则的几何形状有些晶体可以具相同，但都有规则的几何形状有些晶体可以具有多种不同的几何形状，例如雪花可以有多种不有多种不同的几何形状，例如雪花可以有多种不同的几何形状，非晶体则没有规则的

11、几何形状同的几何形状，非晶体则没有规则的几何形状(2)在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的则是各向同性的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等晶体的各向异性是指晶体在不光的折射性能等晶体的各向异性是指晶体在不同方向上的物理性质不同例如晶体在不同的方同方向上的物理性质不同例如晶体在不同的方向上可以有不同的硬度、弹性、导热性能、导电向上可以有不同的硬度、弹性、导热性能、导电性能等性能等(3)晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点晶体在熔化过

12、程中，加热但温度保持不变，直到晶体在熔化过程中，加热但温度保持不变，直到晶体全部熔化成液体后温度才继续升高晶体全部熔化成液体后温度才继续升高非晶体在熔化过程中，加热时其温度不断升高，非晶体在熔化过程中，加热时其温度不断升高，非晶体慢慢变软，直到熔化成液态非晶体慢慢变软，直到熔化成液态2单晶体与多晶体单晶体与多晶体(1)区别：单晶体是一个完整的晶体，如雪花、食区别：单晶体是一个完整的晶体，如雪花、食盐小颗粒；多晶体是由很多小晶体盐小颗粒；多晶体是由很多小晶体(称为晶粒称为晶粒)杂乱杂乱无章地排列组成的，如常见金属材料铝无章地排列组成的，如常见金属材料铝锂锂锰合锰合金金单晶体在物理性质上表现为各向

13、异性，而多晶体单晶体在物理性质上表现为各向异性，而多晶体在物理性质上则表现为各向同性在物理性质上则表现为各向同性(2)相同点：多晶体与单晶体都有一定的熔点相同点：多晶体与单晶体都有一定的熔点3多晶体与非晶体多晶体与非晶体(1)相同点：都没有规则的几何形状，并且在物理相同点：都没有规则的几何形状，并且在物理性质上都是各向同性的性质上都是各向同性的(2)区别：多晶体有固定的熔点，而非晶体则没有区别：多晶体有固定的熔点，而非晶体则没有固定的熔点固定的熔点4晶体和非晶体的相对性晶体和非晶体的相对性同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶

14、体还是非晶体，并不是现，也就是说，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，而熔化以后再绝对的例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶凝固的水晶(即石英琉璃即石英琉璃)就是非晶体有些非晶体就是非晶体有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体在一定条件下也可以转化为晶体特别提醒：特别提醒：晶体的规则几何外形是天然形成的，晶体的规则几何外形是天然形成的，将一单晶体颗粒弄碎成很多小的颗粒，每个小颗将一单晶体颗粒弄碎成很多小的颗粒，每个小颗粒仍然具有规则的几何外形粒仍然具有规则的几何外形即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)(单选单选)下列说法中，不正确的是下列说法中

15、，不正确的是()A显示各向异性的物体必定是晶体显示各向异性的物体必定是晶体B不显示各向异性的物体必定是非晶体不显示各向异性的物体必定是非晶体C具有确定熔点的物体必定是晶体具有确定熔点的物体必定是晶体D不具有确定熔点的物体必定是非晶体不具有确定熔点的物体必定是非晶体解析：解析：选选B.晶体具有各向异性，非晶体具有各向晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性，所以只要是各向异性者必为晶体，同性，所以只要是各向异性者必为晶体，A项正项正确；但多晶体对外不显示各向异性，而显示各向确；但多晶体对外不显示各向异性，而显示各向同性，所以不显示各向异性的物体不一定是非晶同性，所以不显示各向异性的物体不一定是非晶体

16、，故体，故B项错误；无论是单晶体还是多晶体均有项错误；无论是单晶体还是多晶体均有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故C、D项项正确，故答案应选正确，故答案应选B.二、晶体的结构和性质二、晶体的结构和性质1晶体的微观结构的特点晶体的微观结构的特点(1)组成晶体的物质微粒组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子分子或原子、离子)，依，依照一定的规律在空间中整齐地排列照一定的规律在空间中整齐地排列(2)晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用力而远离动不足以克服它们的相互作用力而远离(3)微粒的热运动表

17、现为在一定的平衡位置附近不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停地做微小的振动2晶体表现为各向异性的原因晶体表现为各向异性的原因晶体的各向异性是指晶体在不同方向上物理性质晶体的各向异性是指晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能时测量结果不同需要注意的是，晶体具有各向时测量结果不同需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能在各种物理性质异性，并不是说每一种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性上表现出各向异性用微观结构理论解释晶体的特性用微观结构理论解释晶体的特性图图211如图如图211所示，这

18、是在一个平面上晶体物质微所示，这是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所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目上物质微粒的数目不同直线不同直线AB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上更少因为晶体在沿不同的方向上，物上更少因为晶体在沿不同的方向上，物质微粒的数目不同，即在不同方向上物质微粒的质微粒的数目不同，即在不同方向上物质微粒的排列情况不同，从而引起晶体的不同方向上物理排列情况不同，从而引起晶体的不同方向上物理性质的不同性质的不同课堂互动讲练课堂互动讲练晶体和非晶体的区

19、别晶体和非晶体的区别 (双选双选)关于晶体和非晶体，下列说法正确关于晶体和非晶体，下列说法正确的是的是()A有规则的几何外形的固体一定是晶体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晶体在物理性质上一定是各向异性的C晶体熔化时具有一定的熔点晶体熔化时具有一定的熔点D晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的化的【精讲精析】【精讲精析】因为外形是否规则可以用人工的因为外形是否规则可以用人工的方法处理，所以选项方法处理，所以选项A是错误的因为晶体可分是错误的因为晶体可分为单晶体和多晶体，而多晶体在物理性质上是各为单晶体和多晶体，而多晶体

20、在物理性质上是各向同性的，所以选项向同性的，所以选项B也是错误的因为晶体在也是错误的因为晶体在物理性质上的重要特征之一是具有一定的熔点，物理性质上的重要特征之一是具有一定的熔点，所以选项所以选项C正确理论和实验都证明非晶体是不正确理论和实验都证明非晶体是不稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，因此稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，因此D正确正确【答案】【答案】CD【方法总结】【方法总结】判断固体是否为晶体的方法是判断固体是否为晶体的方法是依据晶体与非晶体是否存在固定的熔点，单晶体依据晶体与非晶体是否存在固定的熔点，单晶体与多晶体是否存在天然的几何外形，部分物理性与多晶体是否存在天然的几何外形，

21、部分物理性质是否有各向异性加以分析判断质是否有各向异性加以分析判断对各向同对各向同(异异)性的理解性的理解 (单选单选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体非晶体B一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，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一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体性不同，则该球一定是单晶体D一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一块晶体，若其各个方向的导热性

22、相同，则一定是多晶体一定是多晶体【精讲精析】【精讲精析】物理性质上各向异性，则一定是物理性质上各向异性，则一定是单晶体；各向同性，则可能是非晶体、多晶体，单晶体；各向同性，则可能是非晶体、多晶体，也可能是单晶体，因为单晶体的某些也可能是单晶体，因为单晶体的某些(个个)物理性质物理性质具有各向异性，而另外某些物理性质却具有各向具有各向异性，而另外某些物理性质却具有各向同性同性多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体显多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体显示各向异性，所以示各向异性，所以A错，错，B也错，也错，C对晶体具有对晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是各向异性的特性，仅是

23、指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以不是单晶体，所以D错错【答案】【答案】C【方法总结】【方法总结】(1)由物理性质的各向异性可以判由物理性质的各向异性可以判定一定是单晶体定一定是单晶体(2)单纯从物理性质的各向同性上不能区别是多晶单纯从物理性质的各向同性上不能区别是多晶体还是非晶体，要进一步区分，还要看物体是否体还是非晶体，要进一步区分，还要看物体是否有固定的熔点有固定的熔点晶体微观结构的理解运用晶体微观结构的理解运用 (双

24、选双选)下列叙述中错误的是下列叙述中错误的是()A晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列排列B单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列按一定规律排列C非晶体有规则的几何形状和确定的熔点非晶体有规则的几何形状和确定的熔点 D石墨的硬度与金刚石差得多，是由于它的微石墨的硬度与金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布粒没有按空间点阵分布【思路点拨】【思路点拨】结合晶体和非晶体的特性及影响结合晶体和非晶体的特性及影响其特性的微观结构特点进行思考判断其特性的微观结构特点进行思考判断【自主解答】【自主解答】晶

25、体内部微粒排列的空间结构决晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内状石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度度【答案】【答案】CD变式训练变式训练(双选双选)晶体表现出各向异性是由于晶体表现出各向异性是由于()A晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C晶体内部结构的无规则性晶体内部结构的无规则性D晶体内部结构的有规则性晶体内部结构的有规则性解析：解析：选选AD.组成晶体的物质微粒是有规则排列组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项A、D正确正确