3.1 课时1 物质的聚集状态 晶体与非晶体 课件 （共28张PPT）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体的结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 课时1
1.能说出包含“固、液、气”在内的更多的物质聚集状态；
2.能说出晶体和非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径。
日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？
松香（固体）
流水（液体）
氧气（气体）
塑料（固体）
玻璃（固体）
合金（固体）
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）
物质发生三态变化的原因是什么？
20世纪前，人们认为物质均由分子组成，三态变化是由于分子间的距离发生改变。
一、物质的聚集状态
那么气态和液态物质是由分子构成的吗？
20 世纪初，通过X 射线衍射实验等手段，发现许多常见的晶体中并无分子。
阴阳离子
原子
例如： 氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石等
思考与讨论
不一定
离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
等离子体由电子、阳离子和电中性粒子（原子或分子）组成的整体上呈电中性的气体物质。
如高温下的KCl, KOH呈液体状态
（1）定义：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，它是一种特殊气体。
1.等离子体
日光灯和霓虹灯的灯管里
极光和雷电里
蜡烛的火焰中
（2）存在：
等离子体显示器 化学合成 核聚变
（3）特性与用途
含有带电粒子且能自由运动
良好的导电性和流动性
2.液晶
（1）定义：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，如导热性等。
（2）分类：
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
溶致液晶（即胶束等）
热致液晶
（3）实用液晶的结构特点与特性
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（或易与极化的）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。
（4）用途
液晶显示器
高强度液晶纤维
小 结
物质的聚集状态
气态
固态
液态
晶态
塑晶态
液晶态
非晶态
等离子体
液晶
离子液体
分子 原子
离子 电子
物质的性质与用途
二、晶体与非晶体
蜡状的白磷（P4）
硫磺
硫酸铜
碘（I2）
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
晶体与非晶体有什么本质的差异呢？
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自范性
微观结构
晶体
有(能自发呈现多面体外形)
原子在三维空间里呈
周期性有序排列
非晶体
没有(不能自发呈现多面体外形)
原子排列相对无序
1.晶体的特征
表3-1 晶体和非晶体的本质差异
（1）晶体的自范性：
①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
（1）晶体的自范性：
①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②形成条件：晶体生长的速率适当。
图3-4 天然水晶球的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
外层快速固化
内部缓慢形成
③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
晶体 SiO2 的投影示意图
非晶体 SiO2 的投影示意图
（1）我们发现，常见的晶体大多是具有光泽的块状或颗粒状固体，那么粉末状的还是晶体吗？
碳酸钙晶体粉末和电子显微镜下的碳酸钙晶体
思考与讨论
碳酸钙粉末还是晶体。
（2）具有规则几何外形的固体，一定是晶体吗?
不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在人力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体,如玻璃、塑料等相关制品。
（2）各向异性：
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。
云母晶体
玻璃
分别用红热的针接触蜡面中央
各方向不均匀导热
各方向均匀导热
（3）晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点：
晶体
非晶体
图 3-7
玻璃的结构示意图
（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？
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。
（2）根据晶体物理性质各向异性的特点，能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可能有效的方法鉴别假宝石。
a.观察宝石的形状，具有多面体的外形；
b.测试它的硬度，在玻璃上刻画；
c.利用宝石的折光率鉴别；
d.可进行X射线衍射实验鉴别。
思考与讨论
芯片的基质是单晶硅
用于制造激光器的KH2PO4大晶体
CVD宝石级钻石
如何制备晶体呢？
得到晶体的一般途径
2.晶体的制备
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）
（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（结晶）
【实验3-1】
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}晶体的制备
实验步骤
熔融态物质
凝固
用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三角架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。
气态物质冷却不经液态直接凝固
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。
溶质从溶液中析出
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。
视频
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。
S(l) S(s)
凝固
I2(g) I2(s)
凝华
NaCl(s) Na+ (aq)+Cl－(aq) c(Cl－)增大，平衡逆移
芯片的基质是单晶硅，它是由熔融态硅制备的，俗称“拉单晶”。
用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由水溶液结晶出来的。
可与天然钻石想媲美的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气相沉积（简称CVD）得到的。
制备晶体的三种途径都可制得有重要价值的大晶体：
1.判断正误
(1)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性。 (　　)
(2)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。 (　　)
(3)粉末状的固体也有可能是晶体。 (　　)
(4)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同。 (　　)
(5)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。 ( )
【练一练】
2.普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　)
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
3.下列物质都是固体,其中不属于晶体的是(　　)
①橡胶　②水晶　③冰　④干冰　⑤冰醋酸　⑥石蜡⑦玻璃
A.①⑥⑦ B.①②⑦ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦
B
A
4.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是(　　)
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
A
5.下列叙述正确的是(　　)
A.具有规则几何外形的固体一定是晶体
B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
C.具有各向异性的固体一定是晶体
D.一种物质不是晶体就是非晶体
C
B
解析：
晶体的自范性：指的是在结晶过程中自发地呈现规则的多面体外形。
6.关于晶体的自范性，下列叙述中，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. 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块
C. 圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自发性
D. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
物质的聚集状态
离子晶体
晶体与非晶体
液晶
晶体的特征
晶体的制备
晶体的自范性
各向异性
固定的熔点
气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
熔融态物质凝固
溶质从溶液中析出（结晶）