(共18张PPT)
第一节
物质的聚集状态与晶体的常识
人教版(2019)化学选择性必修二
第三章 晶体结构与性质
观察视频中物质的结晶过程。
结合以前的学习内容,我们还知道物质状态之间的哪些转变呢?
在视频中我们看到了不同物质结晶的微观过程。结晶是物质从液态转化为固态的过程,这一变化过程中不会有新的化学键形成,是一种物理变化。
物质的三态变化均是物理变化
物质不一定都由分子构成
物质的
聚集状态
气态
液态
固态
等离子体
形成方式:
概念:
存在:
特点:
应用:
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聚集体
高温或在外加电场激发下
日光灯、霓虹灯、蜡烛火焰、雷电、极光里
良好的导电性、流动性
等离子体显示器、化学合成、核聚变
一、物质的聚集状态
熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
物质的
聚集状态
气态
液态
固态
等离子体
离子液体
形成方式:
概念:
存在:
特点:
应用:
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
由高温或在外加电场激发下
日光灯、霓虹灯、蜡烛火焰、雷电、极光里
良好的导电性、流动性
等离子体显示器、化学合成、核聚变
2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液
物质不一定都由分子构成
熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
物质的
聚集状态
气态
液态
固态
晶态
非晶态
液晶态
塑晶态
等离子体
离子液体
形成方式:
概念:
存在:
特点:
应用:
概念:
特点:
应用:
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
由高温或在外加电场激发下
日光灯、霓虹灯、蜡烛火焰、雷电、极光里
良好的导电性、流动性
等离子体显示器、化学合成、核聚变
介于液态和晶态之间的物质状态
液晶显示器、合成高强度的液晶纤维
既具有液体的性质,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。
图2 清华课题组开发液晶弹性体加捻纤维
图1 电脑液晶显示屏
物质不一定都由分子构成
硫黄(S8) 碘(I2) 高锰酸钾 (KMnO4) 硫酸铜(CuSO4·5H2O)
玻璃(玻璃体)
炭黑(无定形体)
如何区分晶体与非晶态?
两者的本质区别?
非晶体
非晶体
晶体
固体 自范性 微观结构
晶体 粒子在微观空间里呈 排列
非晶体 粒子排列相对_____
无序
周期性有序
有
(能自发呈现多面体外形)
无
(不能自发呈现多面体外形)
二、晶体与非晶体
1、自范性——晶体与非晶体的本质差异
晶体呈现自范性的条件之一:晶体生长的速率适当。
缓慢凝固→得到晶体
凝固过快→粉末、块状物或非晶态(玻璃态)
熔融态物质
外层快速固化
玛瑙
水晶
内部缓慢形成
2、各向异性
晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质。
分别用红热的针接触蜡面中央
表面涂蜡的玻璃
柱面涂蜡的水晶
各方向不均匀导热
各方向均匀导热
3、固定的熔、沸点
晶体
非晶体
晶体具有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
4、能使X射线产生衍射-测定晶体结构最科学的方法
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。
硫加热熔融,自然冷却结晶后,得到黄色晶体。
实验探究 晶体的制备
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。
硫加热熔融,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。
实验探究 晶体的制备
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。
硫加热熔融,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。
实验探究 晶体的制备
在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶体颗粒。
获取晶体的途径
熔融态物质凝固
气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
溶质从溶液中析出(结晶)
饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体
从熔融态结晶出的硫晶体
升华得到的碘晶体
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。
晶体和非晶体的认识误区
1.下列物质中,不属于非晶体的是( )
A.玻璃 B.石蜡和沥青 C.水晶 D. 塑料
C
2.下列过程得到的固体不是晶体的是( )
A.将NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态H2O冷却直接形成的固体
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.将液态的玻璃冷却后所得到的固体
3.下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A.水晶属于晶体,有固定的熔点,而玻璃无固定的熔点,属于非晶体
B.当单一波长的X射线通过晶体时可以发生衍射
C.晶体都具有自范性,自范性是晶体的本质属性
D.晶体都具有规则的几何外形,而非晶体都不具有规则的几何外形
D
D
晶体 非晶体
微观结构特征
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
粒子周期性有序排列
粒子排列相对无序
有
无
有
无
固定
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
晶体和非晶体的对比