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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
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。
【课程目标】
【情境引入】
物质的三态变化
【任务一:物质的聚集状态】
物质的三态变化是物理变化,变化时克服分子间作用力或破坏化学键,但不会有新的化学键形成。
固态
液态
气态
凝固
凝华
熔化
升华
汽化
液化
(放热)
(放热)
(放热)
(吸热)
(吸热)
(吸热)
氯化钠
金刚石
自然铜
气态物质在 或者在 激发下,分子发生分解,产生 等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈 的物质 称为等离子体。
高温
外加电场
电子和阳离子
电中性
聚集体
【任务一:物质的聚集状态】
一、等离子体
等离子体具有良好的 和 。
特点
等离子体是一种特殊的气体
导电性
流动性
等离子体可以制造等离子体显示器、化学合成、核裂变等等
【任务一:物质的聚集状态】
一、等离子体
介于 和 之间的物质状态
晶态
液态
流动性、黏度、形变性等
导热性、光学性质等
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
【任务一:物质的聚集状态】
二、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;合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、防弹衣等。
【任务一:物质的聚集状态】
二、液晶
物质的聚集状态
组成粒子:分子、原子、
阳离子、阴离子、
电子
粒子间的距离和作用力
气态
液态
固态
液晶态
【归纳小结】
1、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
【课堂练习】
A
【任务二:晶体与非晶体】
冰
雪
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)
【任务二:晶体与非晶体】
绝大多数常见的固体是晶体
只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
【任务二:晶体与非晶体】
【思考交流】
如何判断固体物质是晶体还是非晶体?
晶体与非晶体有什么本质差异呢?
【学生活动】
晶体具有固定的熔点。非晶体没有固定的熔点。
一、晶体和非晶体的性质差异
晶体
非晶体
【学生活动】
一、晶体和非晶体的性质差异
晶体具有各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。非晶体无各向异性,而是各向同性。
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
【学生活动】
二、晶体和非晶体的本质差异
微观结构
晶体 原子在三维空间里呈
周期性有序排列
非晶体 原子排列相对无序
【思考交流】
某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图,如下图,这张图说明玻璃是不是晶体?为什么?
【学生活动】
二、晶体和非晶体的本质差异
自范性
晶体 有
(能自发呈现多面体外形)
非晶体 没有
(不能自发呈现多面体外形)
一定条件下,晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
晶体呈现自范性的条件之一:晶体生长速率适当
天然水晶球
岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的
玛瑙
水晶
熔融态的SiO2快速冷却形成的,无晶体外形
熔融态的SiO2缓慢冷却形成的,呈现晶体外形
【任务二:晶体与非晶体】
三、晶体的自范性
本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。
非晶体粒子的排列则相对无序,无自范性。
【任务二:晶体与非晶体】
三、晶体的自范性
固态
液态
气态
凝固
凝华
熔化
升华
汽化
液化
(放热)
(放热)
(放热)
(吸热)
(吸热)
(吸热)
【任务二:晶体与非晶体】
四、获得晶体的途径
自然界中的硫晶体
硫矿
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
甲苯中析出的硫晶体
从熔融态结晶的硫晶体
硫黄
液熔融态物质凝固
气态物质冷却不经也太直接凝固(凝华)
溶质从溶液中析出
从熔融态结晶出的硫晶体
升华得到的碘晶体
【任务二:晶体与非晶体】
四、获得晶体的途径
硫酸铜晶体
明矾晶体
晶体有固定的熔点;非晶体没有固定的熔点。
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的特点
间接确定某固体是否属于晶体:
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是:
对固体进行X射线衍射实验
【任务二:晶体与非晶体】
五、晶体的各向异性
2、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
【课堂练习】
A
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 有 无
各向异性 有 无
熔点 固定 不固定
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
【归纳小结】
④晶体不一定都有规则的几何外形,如玛瑙。
①同一物质可以是晶体,也可以是非晶体,
如晶体SiO2和非晶体SiO2。
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。
【归纳小结】