(共32张PPT)
第3节 液 晶
第4节 液体的表面张力
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
知能优化训练
第
3、4
节
课标定位
学习目标：1.知道液晶的特征，了解液晶的应用．
2．了解液体的微观结构．
3．通过观察和实验，知道液体的表面张力现象，了解表面张力形成的原因．
重点难点：1.了解液晶的分子结构特点，液晶的特性及应用．
2．能用液体的微观结构解释液体的表面张力现象．
课前自主学案
一、液晶
1．什么是液晶：像液体一样具有
______性，一种介于______和______
之间的中间态物质．
2.液晶的分子结构：分子位置的有
序性丧失，与液体中大体相同的方式自由地来回运动，但仍倾向于保持在固体中确定的取向，分子排列在液晶中的有序性介于______和______之间．如图3－3－1.
图3－3－1
流动
固态
液态
固体
液体
3．液晶显示：液晶分子的排列会因温度、______、摩擦、 ______作用、容器表面的差异等外界条件的微小变动而发生变化，液晶显示就是通过加______来改变其光学物质的．
二、液体的表面张力
1．液体的微观结构
液体分子间距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力______．液体有一定的体积，不易压缩，具有______性，比固体扩散速度____．
2．奇异的表面张力现象：使液体表面具有______趋势的引力叫表面张力．
压强
电磁
电压
要弱
流动
快
收缩
3．液体表面张力的成因：液体表面层中的分子要比液体内部______些．在表面层，分子间相互作用力表现为______．这些相互吸引力的______表现就是液体的表面张力．如图3－3－2.
液体不同层面的分子疏密程度不同
表面张力的方向：
与液面平行，与液面上所画的分界线垂直
图3－3－2
稀疏
引力
宏观
核心要点突破
一、液晶的特点与应用
1．特点
(1)液晶具有液体的流动性；
(2)液晶具有光学上的各向异性；
(3)液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质；
(4)有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定的浓度范围内具有液晶态；不是所有物质都具有液晶态；
(5)天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的．
2．液晶的应用
液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要作用，液晶可以作为显示元件，有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成浑浊状态，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码．
在今后的显示器中，液晶将扮演主角．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．下列关于液晶的各种描述中正确的是( )
A．液晶具有流动性
B．液晶内部分子的排列是很稳定的，不受外界因素的影响
C．液晶表现出各向异性
D．液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态
解析：选AC.液晶是一种既具有液体流动性，又像晶体一样具有光学各向异性的物质，其内部分子排列不稳定，当外界条件发生微小变动时，分子排列将会有显著变化．液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态．由此可知A、C正确，B、D错误．
二、液体的微观结构及特性
1．液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着．
2．液体的宏观特性
(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性．
(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积．
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因．
(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．关于液体，下列各种说法中正确的是( )
A．液体性质介于气体与固体之间，更接近于气体
B．液体表现出各向异性
C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小的振动
D．液体的扩散比固体的扩散快
解析：选D.液体的性质介于气体与固体之间，更接近于固体，A错．液体分子只在很小的区域内有规则地排列，并且这些小区域又杂乱无章地分布，因而液体表现出各向同性，B错．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但平衡位置在不断移动，C错．液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更容易，液体的扩散较固体快，D正确．
三、对液体表面张力的理解
1．液体的表面张力的形成
(1)分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏．
(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．
(3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．
(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图3－3－3所示．
图3－3－3
2．表面张力及其作用
(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．
(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力．
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．
特别提醒：(1)在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小水银滴等，都因表面张力使液面收缩而呈球形．
(2)表面张力是跟液面相切的．如果液面是平面，表面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直．
(3)表面张力是根据效果命名的力，是液体的表面层内大量分子力的宏观表现．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
3．液体表面具有收缩的趋势，其原因是( )
A．由于液面表面分子间的距离小于液体内部分子间的距离，因此液体表面分子间相互作用的斥力较强，而形成液体表面收缩的趋势
B．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，因此液体表面分子间相互作用的引力较强，而形成液体表面收缩的趋势
C．由于与液面接触的气体分子对液体表面分子的吸引力，造成液体表面收缩的趋势
D．因液体可以流动，因而形成液体表面有收缩的趋势
解析：选B.这是对液体的性质及表面张力形成的原因进行考查，弄清表面层的性质是解决问题的关键．造成液体表面有收缩趋势的原因是液体表面有张力，而形成表面张力的原因是液体表面层内分子间距离较大，分子间相互吸引力较强，正是此吸引力使液体表面有收缩趋势．
课堂互动讲练
对液晶的认识
(2011年上海联考)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
例1
【精讲精析】 液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误．
外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．选项C、D正确．综上所述，该题的答案为C、D.
【答案】 CD
【易误警示】 本题易误选A、B.错误原因一是盲目认为液晶是晶体，二是由于液晶分子空间排列是有序的，具有各向异性，因此认为是晶体．忽视了可自由移动性．
对于液体，下列说法正确的是( )
A．液体的性质介于固体和气体之间
B．液体分子在平衡位置附近做微小振动和移动，因而液体具有流动性
C．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，表面张力为斥力
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面张力为引力
例2
对液体微观结构及性质的理解
【精讲精析】 由于液体分子平均距离一般大于固体分子平均距离，小于气体分子平均距离，其性质介于固、气之间，所以A对；液体分子没有确定的平衡位置，故具有流动性，B对；表面层内的分子距离大于液体内部的分子距离，分子力表现为引力，表面张力是分子力的宏观表现,故表面张力为引力,C错D对．
【答案】 ABD
下列说法正确的是( )
A．表面张力就是分子力
B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
例3
对表面张力的理解和应用
【思路点拨】 本题主要考查了表面张力的产生、大小和作用效果.正确理解表面张力是解题的关键．
【自主解答】 表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力．故A选项错误；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，B选项错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势,因此C、D选项正确．
【答案】 CD
变式训练 下列有关表面张力的说法中，正确的是
( )
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形．
知能优化训练
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本章优化总结
专题归纳整合
章末综合检测
本章优化总结
知识网络构建
知识网络构建
固
体
和
液
固
体
晶体
单晶体
多晶体
无规则的几何外形
有确定的熔点
物理性质各向同性
非晶体
有规则的几何外形
有确定的熔点
物理性质各向同性
晶体的微观结构：内部微粒按照各,自的规则排列，具有空间上的周期性
无规则的几何外形无确定的
熔点物理性质各向同性
应用：半导体特性及应用
固
体
和
液
液体
绝对湿度
相对湿度
液体的微观结构
液体的性质、表面张力
液晶的性质及应用：液晶显示技术
饱和汽与饱和汽压
饱和汽：一种动态平衡的蒸汽饱和汽压：饱和汽产生的压强
空气
的湿度
专题归纳整合
晶体和非晶体的比较
类别 天然几
何外形 物理性质
和方向性 固定的熔点
特点 原因 特点 原因 特点 原因
单晶体 有 物体微粒排列有规则 各向异性 物体微粒排列有规则 有 需破坏点阵结构
类别 天然几何外形 物理性质
和方向性 固定的熔点
特点 原因 特点 原因 特点 原因
多晶体 无 内部晶粒排列无规则 各向同性 内部晶粒排列无规则 有 需破坏点阵结构
非晶体 无 物质微粒排列无规则 各向同性 物体微粒排列无规则 无 无点阵结构，不需破坏
关于晶体和非晶体，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，则一定是多晶体
例1
【精讲精析】 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A、B错，C对．晶体具有各向异性的特征，仅是指某些物理性质，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D错．
【答案】 C
1．液体的微观结构
(1)液体的宏观特性
①液体具有一定的体积，不易被压缩；
②液体没有一定的形状，具有流动性；
③液体在物理性质上表现为各向同性．
(2)液体的微观结构特点
①分子间的距离很小——只比固体分子的距离大3%～4%；
液体的微观结构及其特性
②液体分子之间的相互作用力很大；
③分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
2．液体的基本特征
(1)表面张力
液体表面层的特点
①表面层的位置处在与气体接触处；
②表面层中的分子要比液体内部稀疏些，即表面层中分子间的距离比液体内部的大一些，在表面层中的分子间的相互作用表现为引力，使液面各部分分子之间产生相互吸引的表面张力．
(2)液晶的物理性质
①液晶具有液体的流动性；
②液晶具有晶体的光学各向异性；
③液晶分子的排列特点：从某个方向上看液晶分子排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．
下列现象是由液体的表面张力所致的是( )
A．小孩用细管蘸肥皂水，吹出圆形的肥皂泡
B．透过布制的伞面能看得见纱线间的缝隙，但是使用时伞面却不漏雨水
C．注满氢气的彩色气球呈现球形
D．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形
例2
【精讲精析】 能吹出肥皂泡是表面张力所致，A对；伞面不漏雨水与表面张力有关，B对；氢气球呈球形是大气压力和弹力的作用，显然不是液体表面张力所致，C错，水银呈球形，是表面张力使水银表面收缩的结果，D对．
【答案】 ABD
动态平衡时从宏观上讲，蒸发停止，从微观上看，仍有液体分子飞出，只是和返回的分子数相同．动态平衡下的蒸汽叫饱和汽，汽压叫饱和汽压，与空气压强无关，与温度有关．温度越高，空气所含的水蒸气越多，饱和汽压就越大．空气中所含水蒸气的实际压强跟同温下的水的饱和汽压的比值叫相对湿度，相对湿度更能反映人对湿度的感觉．
饱和汽、饱和汽压与空气的湿度
如图3－1所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，测得水汽的压强为p，体积为V，当保持温度不变时，以下说法正确的是( )
图3－1
例3
A．上提活塞使水汽的体积增为2V时，水汽的压强变为p/2
B．下压活塞使水汽的体积变为V/2时，水汽的压强变为2p
C．下压活塞时，水汽的质量减少，水汽的密度不变
D．下压活塞时，水汽的质量和密度都变小
【思路点拨】 水汽的问题有饱和与未饱和两种情况，要区别开．
【精讲精析】 容器中的水汽刚好饱和，表示容器中已没有水．上提活塞使水汽的体积增为2V时,容器中的水汽变为未饱和汽，它遵循玻意耳定律,压强变成p/2.下压活塞使水汽的体积变为V/2时，由于温度不变，饱和汽的密度不变，部分水汽会液化成水，水汽的压强仍为p，只是水汽的质量减少了．所以A、C对．
【答案】 AC
章末综合检测
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第5节 饱和汽与未饱和汽
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
知能优化训练
第
5
节
课标定位
学习目标：1.知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压等概念．
2．了解相对湿度概念的含义以及它对人们生活和植物生长方面的影响．
重点难点：1.影响饱和汽压的因素．
2．相对湿度的概念．
课前自主学案
一、饱和汽与未饱和汽
1．动态平衡：在相同时间内，回到水中的分子数等于从水面飞出去的分子数，这时水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了__________，蒸发停止．
2．饱和汽：与液体处于__________的蒸汽．
3．未饱和汽：没有达到__________的蒸汽．
平衡状态
动态平衡
饱和状态
思考感悟
1．有人说在密闭容器里的液体和气体达到平衡时蒸发就停止了，分子运动也停止了，这种说法对吗？
提示：这种说法不对．达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等，是一种动态的平衡，并非分子运动停止．
二、饱和汽压及其相关因素
1．饱和汽压：饱和汽产生的______叫做饱和汽压．
2．饱和汽压的变化：随温度的升高而______．饱和汽压与蒸汽所占的体积______，和蒸汽体积中有无其他气体______．
三、空气的湿度
1．绝对湿度：空气中所含水蒸气的______．
2．相对湿度
某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下水的饱和汽压的百分比，叫做这时空气的相对湿度．
压强
增大
无关
无关
压强
3．相对湿度公式
____________
其中p表示空气的___________，ps表示同一温度下水的___________，B表示相对湿度．
四、空气湿度的影响
空气的湿度对人类和其他动物的生活、植物的生长及工农业生产至关重要．
绝对湿度
饱和汽压
湿度太小，空气太干燥，人的口腔易干，有的甚至会出现嘴唇干裂，皮肤骚痒，鼻腔出血等现象．湿度过大，空气太潮湿，人身上的汗液难蒸发，会感到沉闷、烦躁和呼吸不畅．
在干燥的环境中，容易因摩擦和碰撞而产生静电火花，容易引发火灾；空气干燥还会对纺织、印刷等工业生产形成不良影响．而在潮湿的环境里，物品容易霉变，金属制品容易锈蚀，病菌容易繁殖和传播．
思考感悟
2．寒冷的冬天，当我们从室外走到室内时，会发现眼镜片变得模糊不清，为什么？
提示：在外界较冷的环境下，眼镜的温度较低，进入室内后，眼镜周围气体温度较高，空气中的水蒸气遇冷后变成饱和汽，水蒸气凝结成水附着在镜片上，使镜片变得模糊不清．
核心要点突破
一、饱和汽与未饱和汽的比较
比较项目 饱和汽 未饱和汽
定义 跟液体处于动态平衡的汽 还没有达到饱和状态的汽
特点 (1)一定温度下有一定的汽密度
(2)一定温度下有一定的压强(饱和汽压)
(3)不遵守理想气体定律 一定温度下，未饱和汽的密度和压强都比饱和汽的小
近似遵守理想气体定律
比较项目 饱和汽 未饱和汽
转化 饱和汽变为未饱和汽的方法是：
(1)温度不变，减小汽的密度
(2)体积不变，提高汽的温度 未饱和汽变成饱和汽的方法是：
(1)温度不变时，增加汽的密度
(2)体积不变时，降低汽的温度
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．把未饱和汽变成饱和汽，可以采用下列哪种方法( )
A．在温度不变时，可以减小压强，增加它的体积
B．在温度不变时，可以增加压强，减小它的体积
C．升高未饱和汽的温度
D．在降低温度时，减小它的体积而保持它的压强不变
解析：选BD.保持温度不变，减小它的体积，可以使水蒸气的压强增大到饱和汽压，所以A错B对；因为温度越高，饱和汽压越大，所以可以采取降低温度减小饱和汽压的方法，使未饱和汽变成饱和汽，故C错D对．
二、动态平衡和饱和汽压
1．动态平衡
理解这个问题，要抓住“动态”这个核心，也就是达到平衡时，各量之间还是变化的，只不过变化的速度相同而已，只是从外观上看达到了平衡状态．如果把两个过程分别称为正过程和逆过程的话，当达到动态平衡时正过程速率应等于逆过程速率．
(1)处于动态平衡时，液体的蒸发仍在不断进行；
(2)处于动态平衡时的蒸汽密度与温度有关，温度越高，达到动态平衡时的蒸汽密度越大；
(3)在密闭容器中的液体，最后必定与上方的蒸汽处于动态平衡状态中．
2．影响饱和汽压的因素
(1)饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明：在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的．挥发性大的液体，饱和汽压大．
(2)饱和汽压跟温度有关
微观解释：饱和汽压随温度的升高而增大．这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，导致饱和汽压增大．
(3)饱和汽压跟体积无关
微观解释：在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化．其原因是，当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸
汽，于是液体继续蒸发．直到未饱和汽成为饱和汽为止，由于温度没有改变，饱和汽的密度跟原来的
一样，蒸汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变，体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体，直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止．由于温度跟原来相同，饱和汽密度不变，蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同，所以压强也不改变．
特别提醒：正确理解动态平衡的意义是掌握饱和汽的关键，利用好气体压强的微观解释是理解饱和汽压影响因素的基础．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．如图3－5－1所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，当底部仍有部分水时，则( )
图3－5－1
A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小
C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小
D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变
解析：选D.活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选D项．
三、相对湿度与哪些因素有关
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
3．人们感觉到空气的干湿程度，是决定于( )
A．大气里所含水蒸气的多少
B．气温
C．绝对湿度
D．相对湿度
课堂互动讲练
饱和汽和饱和汽压问题
如图3－5－2所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是( )
图3－5－2
例1
A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强会增大
B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变
C．温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内压强会减小
D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变
【精讲精析】 饱和汽压与温度有关，与饱和汽的体积无关．慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内部体积发生变化，而温度保持不变，饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关，故A、C错，B正确．不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生变化，D错误．故选B.
【答案】 B
【方法总结】 饱和汽是一种动态平衡，饱和汽压仅与温度有关，与蒸汽的体积无关．
气温为10 ℃时，测得空气的绝对湿度p＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变,气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃时水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa)
【思路点拨】 体会相对湿度与绝对湿度的区别与联系．
例2
相对湿度的计算
【答案】 65.1% 34.2%
变式训练 空气的温度是8 ℃，饱和汽压为8.05 mmHg, 此时，水蒸气的实际压强为6 mmHg，求相对湿度．
答案：74.5%
知能优化训练
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第3章 固体和液体
第1节 晶体和非晶体
第2节 半导体
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
知能优化训练
第
1、2
节
课标定位
学习目标：1.知道固体以及晶体的分类，知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．
2．知道晶体可分为单晶体和多晶体，了解它们物理性质上的不同．
3．了解晶体的微观结构．
4．知道什么是半导体，了解半导体材料在生产实际中的应用．
重点难点：1.晶体和非晶体的物理特性．
2．固体的微观结构．
课前自主学案
一、晶体和非晶体
1．固体分类：(1)晶体：金刚石、食盐、石英、云母、明矾、硫酸铜等天然具有规则的几何形状．
(2)非晶体：玻璃、松香、沥青、橡胶、蜂蜡等天然不具有规则的几何形状．
2．晶体具有各向____性，非晶体具有各向____性．
异
同
二、单晶体和多晶体
比较内容 宏观外形 物理性质
单晶体 有规则的______ ①有确定的______
②导热、导电、光学性质表现为各向______
多晶体 没有确定的______ ①有确定的______
②导热、导电、光学性质表现为各向______
形状
形状
熔点
异性
熔点
同性
三、晶体的微观结构
在各种晶体中，分子(或原子、离子)形成一个有______、 ______排列的结构，称为晶体的点阵结构．例如食盐晶体中钠离子(Na＋)和氯离子(Cl－)构成的点阵结构．如图3－1－1所示．
图3－1－1
规则
周期
四、固体性质的微观解释
1．固体具有一定的体积和形状：构成固体的微粒排列非常紧密，微粒间______很大，绝大多数粒子只在各自______位置附近做小范围的无规则振动．
2．晶体具有各向异性：沿不同方向上物质微粒的排列情况______．
引力
平衡
不同
3．同一物质物理性质可能不同：有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照___________在空间分布．如碳原子如果按图3－1－2甲那样排列，就成为______，而按图乙那样排列，就成为________．
图3－1－2
不同规则
石墨
金刚石
五、半导体
1．半导体的特性
(1)固体按导电性能可分三类：
① ____体：有些物质(例如金、银、铜、铝等)导电性质好．
② ______体：有些物质(例如陶瓷、云母、塑料、橡胶等)导电性能很差．
③ ______体：有些物质(例如锖、硅、砷化镓等)的导电性能介于导体与绝缘体之间．
导
绝缘
半导
(2)半导体的特性、半导体的导电性能会随着一些物理因素的改变而改变，具有______特性、 ______特性和______特性．
2．晶体管、集成电路
(1)半导体二极管：具有______导电性，可将交流电变成直流电．
(2)三极管：具有______信号或开、关电流的作用．
(3)集成电路：用来对信息进行存储、处理、控制和显示．
掺杂
热敏
光敏
单向
放大
3．各种特殊性能的半导体器件
(1)光敏电阻：在光照条件下，电阻率迅速______．
(2)热敏电阻：有____温度系数热敏电阻和____温度系数热敏电阻．
(3)发光二极管(LED)
下降
负
正
核心要点突破
一、晶体和非晶体的比较
1．单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系
(1)区别：固体可以分为晶体、非晶体两大类，其中晶体又分为单晶体和多晶体，其区别和联系如下：
(2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶体．
2．正确理解单晶体的各向异性
(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．
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，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．
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．
(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，举例如下：
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．
③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．
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．下列说法中，正确的是( )
A．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
C．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
解析：选ACD.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，A项正确；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体，故B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C、D项正确．
二、晶体的微观结构与物理性质
1．晶体微观结构
(1)组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列，呈现周而复始的周期性．
(2)晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力，结构的不同、结构距离的不同、作用力的大小也不同,微粒被相互的作用力约束在一定的位置上．
(3)微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动．当外界干扰强烈或温度变化时，结构也发生变化，周期性被破坏，晶体也可以转为非晶体．
2．物理性质
晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构从而改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．
特别提醒：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外形及物理性质是各向异性还是各向同性．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．(2011年广东珠海高二检测)下列说法中正确的是( )
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状
解析：选D.所有的金属都是晶体，因而黄金也是晶体. 只是因为黄金多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错．同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错．单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C项错．玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D项对．
三、纳米技术
纳米是一个长度单位，符号是nm.1 nm＝10－9 m．一般分子的直径大约为0.3～0.4 nm，蛋白质分子比较大，可达几十纳米；病毒的大小为几百纳米．纳米科学技术是纳米尺度内(0.1～100 nm)的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子．
研究表明，在纳米尺度内会发生很多新的现象，在技术上会有很多新进展，借助扫描隧道显微镜观察和操纵原子、分子．实际上就是一种纳米技术．例如，在电子和通信方面，用纳米薄层和纳米点制造纳米电子器件——存储器、显示器、传感器等，使器件的尺寸更小、运行的速度更快、耗能更少；在医疗方面，制造纳米结构药物以及生物传感器，研究生物膜和DNA的精细结构，在生命科学领域实现技术突破；在制造业方面，利用纳米机械制造蜜蜂大小的直升机……
纳米科学技术是现代科学技术的前沿，在世界范围内备受重视，这个领域内的竞争异常激烈．我国科学家也在进行纳米科学技术的研究，并取得了一定成绩，具有世界先进水平．
课堂互动讲练
晶体与非晶体的区别
(2011年昆明高二检测)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．有规则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．非晶体不可能转化为晶体
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
例1
【精讲精析】 因为外形是否规则可以用人工的方法处理，所以选项A错；多晶体在物理性质上是各向同性的，B错；实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体，C错；晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点．答案为D.
【答案】 D
【方法总结】 判断晶体与非晶体的方法：晶体与非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，由于多晶体和非晶体都是具有各向同性，没有规则外形的特点，仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体．
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排列
B．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
C．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，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
例2
对晶体微观结构的认识
【思路点拨】 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．
【自主解答】 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碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度．
【答案】 CD
【规律总结】 由于晶体和非晶体的微粒在排列上的规律不同，所以导致在各自不同方向上导热性、导电性、机械强度等物理性质不同．
变式训练 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
B．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
D．晶体内部结构的有规则性
解析：选AD.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，造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项A、D正确．
知能优化训练
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