2.4固体 课件(共21张PPT) 人教版（2019）选择性必修第三册第二章 气体、固体和液体

(共21张PPT)
固体
【学习目标】
1．了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，并能列举生活中的晶体和非晶体。
2．了解材料科学的有关知识和应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。
观察食盐和松香外形，它们的外形各有怎样的特征？再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么差别？
食盐颗粒
松香
食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。
汉武帝
一、单晶体和多晶体
单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体。
单个晶体颗粒
例如：雪花、食盐小颗粒等。制造各种晶体管、集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗)
多晶体： 如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做多晶体。
金属
粘在一起的糖块
讨论：多晶体和非晶体有何相同点和不同点？
①多晶体和非晶体都没有规则的几何形状
②多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点
③多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性
讨论：给定一个固体，如何判断它是晶体还是非晶体？
利用是否有确定的熔点来判断是否是晶体还是非晶体
晶体与非晶体的区别主要表现在有无确定的熔点，而不能靠是否有规则的几何形状和是否各向异性来辨别，因为虽然单晶体有规则的几何外形，但多晶体与非晶体一样都没有规则的几何外形；多晶体和非晶体都具有各向同性。
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。
规则
空间上
不同规则
在一定条件下
晶体的微观结构
课堂练习
【例题1】 (多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　)
A.可以根据各向异性或各向同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,如果沿其各方向的导电性不同,则该球体一定是单晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则这块晶体一定是多晶体
解析：判断固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点,多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形,单晶体具有各向异性和规则的外形,C、D正确。
CD
误区警示 单晶体和多晶体的共同点是有确定的熔点,不同点是单晶体具有规则的几何形状,在物理性质上表现为各向异性;而多晶体和非晶体没有规则的几何形状,在物理性质上都表现为各向同性。
【变式训练1】 (多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　)
A.有规则的几何外形的固体一定是晶体
B.只有单晶体才有天然规则的几何外形
C.晶体在物理性质上一定是各向异性的
D.晶体熔化时具有确定的熔点
解析：单晶体有规则的几何外形,多晶体与非晶体都没有规则的几何外形,如果固体有规则的几何外形但不是天然的,而是人为加工的,则其不一定是晶体,A错误,B正确。单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性,并非所有的物理性质都表现为各向异性,多晶体在物理性质上表现为各向同性,C错误。晶体有确定的熔点,D正确。
BD
科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事（学生先阅读再总结）
用机械的方法把物体粉碎、研磨，可以得到很细的粉末，但实际上一粒这样的粉末仍比这里说的“小单元”大得多。
物体是由原子、分子等微粒组成的，它们按一定规律组成一个个“小单元”，这些“小单元”结合在一起形成了肉眼可见的物体。
当构成材料的“小单元”的某个维度达到纳米尺度时，它的性质就会发生很大的变化。石墨烯就是一个典型的例子。
石墨烯具有六边形的晶格结构（图2.4-12），单层厚度仅为0.335 nm。2010年的诺贝尔物理学奖授予了安德烈·盖姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫两人，以表彰他们对石墨烯的开创性实验研究
科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事
安德烈对待研究工作一直颇具想象力和好奇心。例如，他在利用超导强磁铁发现水分子具有抗磁性后（水滴悬浮在磁场中），便开始思考：生物体内绝大多数物质是水，而且生物体内的蛋白质也具有抗磁性，如果将生物体放入磁场内，会像水滴一样悬浮吗？
于是，他把一只活体青蛙放入磁场，在精确的计算下，这只青蛙真的悬浮在了磁场中。安德烈将这个实验结果发表在了物理期刊上，并为他赢得了2000年的“搞笑诺贝尔物理学奖”。然而，他的想象力并未止步，也从未停止……
在2004年之前，人类对材料的研究已经进入纳米、甚至原子尺度，人们也对石墨烯的结构有了更清晰的认识，预言了单层石墨可能会有非常好的物理性质。
科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事
安德烈的想象力再一次“拯救”了这项研究，在助手们试图将石墨块磨
成石墨烯而陷入“绝境”的时候，安德烈在偶然的机会下，观察到助手们用透明胶带去除石墨块表面的污渍。这时他天才的直觉引导他将粘过的胶带放到仪器下观察，发现远比助手们打磨好的样品薄了许多，有的甚至只有几十个原子那么厚。
但如何把石墨不断磨薄，薄到只有一个原子的厚度，然而，这个世界性难题还是让很多科学家们望而却步了，甚至有人质疑单层石墨是否能够独立存在。
随即，他便利用透明胶带反复地粘黏，直到获得了单层的石墨——石墨烯。石墨烯独特的结构使得它在力学、电学等方面具有很多奇特的物理
性质。
科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事
在电学、热学特性方面，电子在石墨烯中“奔跑”的速率（即迁移率）比在硅材料中高出数十倍甚至上百倍，这有利于进一步提高计算机处理器的运算速率
在力学特性方面，石墨烯是目前人类已知的强度最高的物质之一。强度比世界上最好的钢铁还要高百倍之多。同时还具有很好的韧性，且可以弯曲
无论是搞笑的，还是货真价实的诺贝尔物理学奖，安德烈的研究总是让人颇感意外。解决具有挑战性的科学问题，除了扎实的理论和精密的仪器外，好奇心、想象力、对日常生活的细致观察和灵活运用也同样重要。
一、晶体和非晶体
1. 固体可以分为晶体和非晶体，晶体有确定的几何形状，非晶体没有。
2. 晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。
3. 晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。
4. 晶体可以分为单晶和多晶
二、晶体的微观结构
1. 晶体内部的规则排列决定了晶体有规则外形
2. 同种物质在不同条件下可以生成不同的晶体
3. 非晶体在一定的条件下可以转化为晶体
课堂小结