3.1物质的聚集状态与晶体的常识(第1课时28张)课件2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2
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| 名称 | 3.1物质的聚集状态与晶体的常识(第1课时28张)课件2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-27 19:07:00 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
学习
目标
第1课时 物质聚集状态与晶体
PART
01
认识物质的聚集状态。
PART
02
能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。
PART
03
了解晶体结构的测定方法——X射线衍射实验。
PART
04
思政核心素养目标：热爱祖国，热爱科学，积极探索自然奥秘。
日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？
塑料
固态：
液态：
极光
雷电
那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？
一、物质的聚集状态
图3-1 物质三态间的相互转化
气态：
①20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。如NaCl、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
一、物质的聚集状态
(1)20世纪前，人们认为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质的三态变化只是分子间距离发生了变化,分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。
人们对物质组成的认识历程
(2)20世纪初，人们对物质的组成有了更明确的认识。
②气态和液态物质也不一定都由分子构成。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子) 组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(3)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态，以及介乎 晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
NaCl
金刚石
金属
碘
分子组成
原子组成
离子组成
金属阳离子和电子组成
紫黑色的碘（I2）
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。如:
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
思考：气态和液态的物质都是由分子构成的吗？
不一定, 如等离子体和离子液体
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（分子或原子）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）
离子液体: 是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(1)定义：
(2)存在：
一、物质的聚集状态
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（分子或原子）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）
极光
雷电
蜡烛的火焰里
【科学-技术-社会】
(4)特性与用途：
一、物质的聚集状态
1.等离子体
等离子体中含有带电粒子且能自由移动，使得等离子体具有良好的导电性和流动性。
如：
实质上是电离的气体，往往被人们视为是除固体、液体和气体以外的第四态。
(3)本质
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。又有晶体的某些物理性质：如导热性、光学性质、表现出类似晶体的各向异性。
固体
液体
液晶的温度范围
液晶
T1(熔点)
T2(澄清点)
温度逐渐升高
一、物质的聚集状态
2.液晶
(1)定义：
(2)分类：
②溶致液晶：（如胶束）
①热致液晶：
图3-2 一定温度范围的液晶
【科学-技术-社会】
一、物质的聚集状态
2.液晶
实用液晶常温下十分稳定，其中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，长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动。
实用液晶的结构特点与特性
一、物质的聚集状态
2.液晶
①液晶已有广泛的应用，例如：手机、电脑和电视的液晶显示器。
(3)应用：
②合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
1、下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的( )
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间,表现出明显的流动性
随堂练习
A
一、物质的聚集状态
2.下列关于等离子体的叙述错误的是( )
A. 是物质的一种聚集状态
B. 是一种混合物存在状态
C. 具有导电性
D. 基本构成微粒只有阴、阳离子
D
随堂练习
一、物质的聚集状态
3.下列有关液晶的叙述不正确的是( )
A. 具有液体的流动性、晶体的各向异性
B. 用来制造液晶显示器
C. 不是物质的一种聚集状态
D. 液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
C
随堂练习
一、物质的聚集状态
蜡状的白磷（P4）
黄色的硫黄(S8)
紫黑色的碘（I2）
蓝色的硫酸铜
（CuSO4·5H2O）
高锰酸钾
常见的晶体：
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
常见的非晶体：
思考：
晶体与非晶体的本质差异是什么呢？
如何判断固体物质是晶体还是非晶体？
二、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
二、晶体与非晶体
固体
晶体：
非晶体：
内部微观粒子在三维空间呈现周期性有序排列而构成的具有规则几何
外形的固体，熔点较固定。
内部微观粒子在三维空间呈周期相对无序状态，不具有规则外形的固体，没有固定熔点。
如玻璃（又称琉璃体）、炭黑（又称无定形体）、橡胶、松香、沥青、石蜡等。
如冰、碘、金刚石、石墨、氯化钠、硫、硫酸铜等。
1.晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 (能自发呈现 外形) 原子在三维空间里呈 ______有序排列
非晶体 (不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对____
有
多面体
周期性
没有
无序
二、晶体与非晶体
表3-1 晶体与非晶体的本质差异
2.晶体的特点
（1）晶体具有自范性。
①晶体呈现自范性的条件：晶体生长的速率适当。
晶态SiO2
非晶态SiO2
③天然水晶球是熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的。
二、晶体与非晶体
②熔融态物质
若缓慢凝固，则得到晶体
若凝固过快，则得到粉末、块状或非晶态
图3-4 天然水晶球的玛瑙和水晶
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形（非晶体SiO2）
水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形（晶体SiO2）
2.晶体的特点
晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。所谓自发过程，即自动发生的过程。不过，自发过程的实现，仍需要一定的条件。
（1）晶体具有自范性。
（2）晶体呈现各向异性。
晶体与非晶体物理性质差异
（3）晶体具有固定的熔点。
二、晶体与非晶体
2.晶体的特点
固体 各向异性 熔点
晶体 有，表现在强度、导热性、光学性质等方面 有固定熔点
非晶体 非晶体无各向异性，而是各向同性。 没有固定熔点
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
二、晶体与非晶体
3. 形成晶体的途径
①熔融态物质凝固
③溶质从溶液中析出
从熔融态结晶出来的硫晶体(S8)
从饱和硫酸铜溶液中析出硫酸铜晶体
气态物质凝华
凝华得到的碘晶体
(1)最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。
(2)测熔点。晶体有固定熔点，非晶体没有固定熔点.
晶态SiO2
非晶态SiO2
衍射
散射效应
二、晶体与非晶体
4. 区分晶体与非晶体的方法
实验步骤 实验现象
（1）用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。
（2）在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。
（3）在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。
硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
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。
有白色细小晶体析出。
[实验3-1]
二、晶体与非晶体
2.晶体的性质
固体 外观 微观结构 自范性 各向异性 熔点
晶体 具有规则的几何外形 粒子在三维空间周期性有序排列 有 各向异性 固定
非晶体 不具有规则的几何外形 粒子排列相对无序 没有 各向同性 不固定
本质区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法 对固体进行X－射线衍射实验
举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等
二、晶体与非晶体
总结：晶体与非晶体
(1)图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么
解析：晶体的本质在于粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。玻璃中的粒子无周期性地排列，是无序的。所以，玻璃不是晶体。
[思考与讨论]
二、晶体与非晶体
解析：观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射
(2)根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
注意事项：
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形。(单晶体的形状是规则的，但是多晶体的形状不一定是规则的）
二、晶体与非晶体
正误判断
(1)晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性( )
(2)熔融态物质快速冷却即得到晶体( )
(3)粉末状的固体也有可能是晶体( )
(4)晶体一定比非晶体的熔点高( )
(5)有规则几何外形的固体一定是晶体( )
√
×
×
×
×
二、晶体与非晶体
应用体验
1.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则的立方体晶块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
B
解析：晶体在固态时不能自发形成新的晶体，故A错误；
溶质从溶液中析出，可形成有规则几何外形的晶体，故B正确；
圆形容器中结出的冰是圆形的，不是自发形成的，故C错误；
玻璃属于非晶体，不具有自范性，由玻璃制成规则的玻璃球不是自发进行的，故D错误。
二、晶体与非晶体
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的 。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
解析：晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。
D
二、晶体与非晶体
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
学习
目标
第1课时 物质聚集状态与晶体
PART
01
认识物质的聚集状态。
PART
02
能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。
PART
03
了解晶体结构的测定方法——X射线衍射实验。
PART
04
思政核心素养目标：热爱祖国，热爱科学，积极探索自然奥秘。
日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？
塑料
固态：
液态：
极光
雷电
那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？
一、物质的聚集状态
图3-1 物质三态间的相互转化
气态：
①20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。如NaCl、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
一、物质的聚集状态
(1)20世纪前，人们认为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质的三态变化只是分子间距离发生了变化,分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。
人们对物质组成的认识历程
(2)20世纪初，人们对物质的组成有了更明确的认识。
②气态和液态物质也不一定都由分子构成。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子) 组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(3)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态，以及介乎 晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
NaCl
金刚石
金属
碘
分子组成
原子组成
离子组成
金属阳离子和电子组成
紫黑色的碘（I2）
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。如:
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
思考：气态和液态的物质都是由分子构成的吗？
不一定, 如等离子体和离子液体
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（分子或原子）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）
离子液体: 是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(1)定义：
(2)存在：
一、物质的聚集状态
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（分子或原子）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）
极光
雷电
蜡烛的火焰里
【科学-技术-社会】
(4)特性与用途：
一、物质的聚集状态
1.等离子体
等离子体中含有带电粒子且能自由移动，使得等离子体具有良好的导电性和流动性。
如：
实质上是电离的气体，往往被人们视为是除固体、液体和气体以外的第四态。
(3)本质
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。又有晶体的某些物理性质：如导热性、光学性质、表现出类似晶体的各向异性。
固体
液体
液晶的温度范围
液晶
T1(熔点)
T2(澄清点)
温度逐渐升高
一、物质的聚集状态
2.液晶
(1)定义：
(2)分类：
②溶致液晶：（如胶束）
①热致液晶：
图3-2 一定温度范围的液晶
【科学-技术-社会】
一、物质的聚集状态
2.液晶
实用液晶常温下十分稳定，其中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，长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动。
实用液晶的结构特点与特性
一、物质的聚集状态
2.液晶
①液晶已有广泛的应用，例如：手机、电脑和电视的液晶显示器。
(3)应用：
②合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
1、下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的( )
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间,表现出明显的流动性
随堂练习
A
一、物质的聚集状态
2.下列关于等离子体的叙述错误的是( )
A. 是物质的一种聚集状态
B. 是一种混合物存在状态
C. 具有导电性
D. 基本构成微粒只有阴、阳离子
D
随堂练习
一、物质的聚集状态
3.下列有关液晶的叙述不正确的是( )
A. 具有液体的流动性、晶体的各向异性
B. 用来制造液晶显示器
C. 不是物质的一种聚集状态
D. 液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
C
随堂练习
一、物质的聚集状态
蜡状的白磷（P4）
黄色的硫黄(S8)
紫黑色的碘（I2）
蓝色的硫酸铜
（CuSO4·5H2O）
高锰酸钾
常见的晶体：
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
常见的非晶体：
思考：
晶体与非晶体的本质差异是什么呢？
如何判断固体物质是晶体还是非晶体？
二、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
二、晶体与非晶体
固体
晶体：
非晶体：
内部微观粒子在三维空间呈现周期性有序排列而构成的具有规则几何
外形的固体，熔点较固定。
内部微观粒子在三维空间呈周期相对无序状态，不具有规则外形的固体，没有固定熔点。
如玻璃（又称琉璃体）、炭黑（又称无定形体）、橡胶、松香、沥青、石蜡等。
如冰、碘、金刚石、石墨、氯化钠、硫、硫酸铜等。
1.晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 (能自发呈现 外形) 原子在三维空间里呈 ______有序排列
非晶体 (不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对____
有
多面体
周期性
没有
无序
二、晶体与非晶体
表3-1 晶体与非晶体的本质差异
2.晶体的特点
（1）晶体具有自范性。
①晶体呈现自范性的条件：晶体生长的速率适当。
晶态SiO2
非晶态SiO2
③天然水晶球是熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的。
二、晶体与非晶体
②熔融态物质
若缓慢凝固，则得到晶体
若凝固过快，则得到粉末、块状或非晶态
图3-4 天然水晶球的玛瑙和水晶
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形（非晶体SiO2）
水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形（晶体SiO2）
2.晶体的特点
晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。所谓自发过程，即自动发生的过程。不过，自发过程的实现，仍需要一定的条件。
（1）晶体具有自范性。
（2）晶体呈现各向异性。
晶体与非晶体物理性质差异
（3）晶体具有固定的熔点。
二、晶体与非晶体
2.晶体的特点
固体 各向异性 熔点
晶体 有，表现在强度、导热性、光学性质等方面 有固定熔点
非晶体 非晶体无各向异性，而是各向同性。 没有固定熔点
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
二、晶体与非晶体
3. 形成晶体的途径
①熔融态物质凝固
③溶质从溶液中析出
从熔融态结晶出来的硫晶体(S8)
从饱和硫酸铜溶液中析出硫酸铜晶体
气态物质凝华
凝华得到的碘晶体
(1)最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。
(2)测熔点。晶体有固定熔点，非晶体没有固定熔点.
晶态SiO2
非晶态SiO2
衍射
散射效应
二、晶体与非晶体
4. 区分晶体与非晶体的方法
实验步骤 实验现象
（1）用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。
（2）在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。
（3）在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。
硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
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。
有白色细小晶体析出。
[实验3-1]
二、晶体与非晶体
2.晶体的性质
固体 外观 微观结构 自范性 各向异性 熔点
晶体 具有规则的几何外形 粒子在三维空间周期性有序排列 有 各向异性 固定
非晶体 不具有规则的几何外形 粒子排列相对无序 没有 各向同性 不固定
本质区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法 对固体进行X－射线衍射实验
举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等
二、晶体与非晶体
总结：晶体与非晶体
(1)图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么
解析：晶体的本质在于粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。玻璃中的粒子无周期性地排列，是无序的。所以，玻璃不是晶体。
[思考与讨论]
二、晶体与非晶体
解析：观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射
(2)根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
注意事项：
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形。(单晶体的形状是规则的，但是多晶体的形状不一定是规则的）
二、晶体与非晶体
正误判断
(1)晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性( )
(2)熔融态物质快速冷却即得到晶体( )
(3)粉末状的固体也有可能是晶体( )
(4)晶体一定比非晶体的熔点高( )
(5)有规则几何外形的固体一定是晶体( )
√
×
×
×
×
二、晶体与非晶体
应用体验
1.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则的立方体晶块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
B
解析：晶体在固态时不能自发形成新的晶体，故A错误；
溶质从溶液中析出，可形成有规则几何外形的晶体，故B正确；
圆形容器中结出的冰是圆形的，不是自发形成的，故C错误；
玻璃属于非晶体，不具有自范性，由玻璃制成规则的玻璃球不是自发进行的，故D错误。
二、晶体与非晶体
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的 。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
解析：晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。
D
二、晶体与非晶体