高中化学人教版（2019）选择性必修2 3.1.1 物质的聚集状态与晶体常识（共30张ppt）

(共30张PPT)
冰晶体
下面你将进入绚丽的晶体世界
如此高冷
雪花晶体
如此晶莹剔透、如此规整、如此善变
食盐晶体
晶莹的外表差点让我忘了你的咸
明矾晶体
别忘了，宝石般的我能净水哦
金属晶体－铜
紫红的光泽是不是很贵气
金属晶体－铝
银白的光泽感觉有点冷
金属晶体－铋
如此色彩斑斓，如此形状诡谲
二氧化硅晶体—白水晶
我有一颗透明的心
碳晶体—金刚石
璀璨夺目，说的就是我
硫晶体
看似很脆弱，可我来自火山口
硫酸亚铁晶体
如绿宝石般
氯化钠与硫酸铜混晶
可口的亮绿色
硫酸铜晶体
是不是很治愈
紫色萤石晶体
如梦如幻
菱锰矿晶体
如此娇艳
第三章　晶体结构与性质
自然界中绝大多数物质是固体。随着化学的发展，人工合成的固体越来找多，广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。固体分晶体和非晶体两大类。晶体具有周期性的微观结构。你若能想象，二维的印花布图案是由原子、离子或分子等构成的，再把这种图案推演到三维空间里去，就如同晶体的微观结构了。晶体的微观基本单元称为晶胞，就好比蜂巢里的蜂室。晶体可简单地分为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。另外，还存在许多过渡晶体和混合型晶体。
晶体的结构决定了晶体的性质。晶体的熔点、密度、硬度、延展性、溶解性、热分解性、化学反应性、生物活性···都与晶体结构密切相关。
物质的聚焦状态与晶体的常识
分子晶体与共价晶体
金属晶体与离子晶体
配合物与超分子
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第一课时 物质的聚集状态与晶体的常识
第三章 晶体结构与性质
学习目标：
1.了解物质的聚集状态。
2.认识晶体和非晶体的本质差异。
3.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性。
学习任务一：物质的聚集状态
1.20世纪前，人们对物质的聚集状态的认识是怎样的
①分子是所有物质保持化学性质的最小粒子，即物质都是由分子构成的。
②物质有固、液、气三种存在形态，三种形态可以相互转化，且转化时只是分子的间距发生了变化。固态中分子只能振动，气体中分子能自由移动，液体介于二者之间。
固态
液态
气态
凝固
凝华
融化
升华
气化
液化
（放热）
（放热）
（放热）
（吸热）
（吸热）
（吸热）
图3-1物质三态变化模型
①常见氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石及各种金属等的晶体(固体)中并不含分子。
2.20世纪初以后，人们对物质的聚集状态的认识是怎样的
(1)20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多物质并不是由分子构成的。
(2)物质不仅存在固、液、气三种形态，还有其他形态。
例如，
②等离子体，由电子、阳离子和中性粒子(分子或原子)构成的整体呈电中性的气态物质。
③离子液体，是熔点不高仅由离子构成的液态物质。
例如，晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等
1.等离子体
气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生
分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电
中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离
子体。
等离子体是一种特殊的气体，存在于我们周围。例
如，在日光灯和霓虹灯的灯管里，在蜡烛的火焰里，在
极光和雷电里，都能找到等离子体。
等离子体中含有带电粒子且能自由运动，使等离子体
具有良好的导电性和流动性，因此等离子体用途十分广
泛。例如，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的；等等。
科学 技术 社会
极光
2.液晶
1888年，奥地利人莱尼采尔（ FReinitzer )发现，苯甲酸胆甾酯加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达一定温度时，浑浊态变透明清亮态。1889年，德国人莱曼（ O . Lehmann )将上述熔点至澄清点温度范围内的物质状态命名为液晶（如图3-2)，后称热致液晶。
相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。
实用液晶在常温下十分稳定。已经获得实际应用的热致液晶均为刚性棒状强极性（或易于极化的）分子，其分子有取向序，分子的长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动（如图3-3)。此外，还有平板状、盘状、叶状分子等液晶。
液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
图3－2一定温度范围的液晶
图3－3棒状分子液晶内部分子排列示意图
学习任务二：晶体和非晶体
1.举例说明固体分为哪两类
固体
晶体
非晶体
如 P4、S8、I2、KMnO4、CaCO3、CuSO4 5H2O等。
如 玻璃(玻璃体)、炭黑(无定形)等。
2.晶体与非晶体有什么本质差异
表3-1晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体
非晶体
有
没有
原子在三维空间呈周期性有序排列
原子排列相对无序
(1)什么是晶体的自范性
晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
(2) 晶体呈现自范性的条件之一：
晶体生长的速度适当。
当熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固过快，常常只能得到粉末、块状物或非晶态。天然水晶球是岩浆里熔融态的 SiO2 侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶（如图3-4)。不同的是，玛瑙是熔融态 SiO2 快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2 缓慢冷却形成的。
图3-4天然水晶球的玛瑙和水晶
(3) 得到晶体的途径有哪些
(1)熔融态物质凝固；
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）;
(3)溶质从溶液中析出。
如图3-5所示 三个典型例子：
从熔融态结晶出来的硫晶体
凝华得到的碘晶体
从饱和硫酸铜溶液中得到的硫酸铜晶体
图3-5 经不同途径得到的晶体
许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明固体粉末仍是晶体，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。
[实验3-1 ] 晶体的析出
实验现象：
(1)硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
(2)固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。
(3)有白色细小晶体析出。
注意：
制备晶体的三种途径都可制得有重要价值的大晶体。例如，芯片的基质是单晶硅，它是由熔融态的硅制备的，俗称“拉晶”。用于制造激光器的大晶体KH2PO4是由水溶液结晶出来的。而可与天然钻石媲美的CVD宝石级钻石，则是由烷烃(如CH4)在微波炉里以等离子体分解出的碳通过化学气相沉积(简称CVD)得到的。
资料卡片
(3) 晶体自范性本质是什么
是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
图3-6 晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
在水晶柱上滴一滴熔化的石蜡，待凝固后，用一根红热的铁针刺中石蜡，你会发现在不同方向熔化的快慢不同。这是为什么？
阅读与思考
3.什么是晶体的各向异性
晶体各向异性是指晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。包括晶体的强度、导电性 、导热性、光学性质等。非晶体则不具有物理性质各向异性(各向同性)。
4.晶体有比较固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点
——间接判断晶体。
5.区分晶体和非晶体最可靠的方法：
对固体进行X衍射实验。
内部质点的有序排列
晶体的各向异性
决定
反映
微观本质
微观现象
(1)图3-7是某同学找到的一张玻璃结构示意图，
根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么？
(2)根据晶体物理性质的各向异性的特点，能鉴
别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可能 效
的方法鉴别假宝石。
思考与讨论
玻璃不是晶体，构成粒子排列无序。
将假宝石上滴上熔化的石蜡，待凝固后，有一根红热的铁针刺中石蜡，各个方向石蜡熔化快慢一样，则为假宝石。此外，可以用假宝石刻划玻璃，如果刻不出痕迹，则为假宝石；还可以用测熔点的方法，如没有固定的熔点，则为假宝石；或者做X衍射实验测定。
小结
固体 晶体 非晶体
微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序
性质 特征 自范性
各向异性
熔点
鉴别方法 间接方法
科学方法
举例
有
有
固定
无
无
不固定
看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
对固体进行X射线衍射实验
NaCl、I2、SiO2、Na晶体等
玻璃、橡胶等