第二章 固体、液体和气体
第二节 晶体的微观结构
第三节 固体新材料
A级 抓基础
1．下列晶体中属于金属晶体的是( )
A．金刚石和氧化钠 B．锗和锡
C．银和氯化钠 D．镍和金
解析：根据晶体的结合类型可知氧化钠和氯化钠是离子晶体；锗、锡和金刚石是原子晶体；银、镍和金是金属晶体．故选D.
答案：D
2．(多选)晶体表现出各向异性是由于( )
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性
解析：组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项A、D正确．
答案：AD
3．(多选)纳米材料具有许多奇特效应，如( )
A．电光效应 B．量子尺寸效应
C．高硬度 D．表面和界面效应
解析：由纳米材料的良好性能表现知B、D项正确．
答案：BD
4．(多选)下列说法中正确的是( )
A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体
C．普通玻璃是非晶体
D．一块铁虽然是各向同性的，但它是晶体
解析：一种元素可以生成多种晶体，因为其分子可能排成几种空间点阵结构．玻璃为非晶体，而石英为晶体，所有的金属都为多晶体，故C、D正确．
答案：CD
5．下列说法正确的是( )
A．新材料特殊的性能不仅包括特殊的物理性能，也包括一些特殊的化学性能
B．制作集成电路时，尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求，但是可以允许单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷
C．纳米是长度单位，1 nm＝10－10 m
D．金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进，增大磁记录的密度
解析：新材料的特殊性能是指物理性能，A错；制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷的，B错；1 nm＝10－9 m，C错；由于金属薄膜的晶粒尺寸小、晶粒各向异性大，晶粒间的相互交换作用弱，是可以配合读写磁头的改进增大磁记录的密度的，D正确．
答案：D
B级 提能力
6．(多选)下列新型材料中，可用作半导体材料的有( )
A．高分子合成材料 B．新型无机非金属材料
C．复合材料 D．光电子材料
解析：高分子合成材料有合成橡胶、塑料和化学纤维等：新型无机非金属材料有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料；复合材料分为结构复合材料和功能复合材料；光电子材料有光电子半导体材料、光纤和薄膜材料、液晶显示材料等，故B、D正确．
答案：BD
7．纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用．下列关于晶体的说法正确的是( )
A．晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动
B．晶体内的微观粒子间的相互作用很强，使各粒子紧紧地靠在一起
C．晶体的微观粒子在不同方向上排列情况不同
D．晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序，无法预测
解析：
答案：C
8．下列关于白磷与红磷的说法中，正确的是( )
A．它们是由不同的物质微粒组成的
B．它们有不同的晶体结构
C．它们具有相同的物理性质
D．白磷的燃点比红磷的燃点高
解析：白磷和红磷都是由磷元素构成，故A错；白磷和红磷的微粒排列规律不同，构成了不同的晶体，在物理性质上有较大差别，如白磷的燃点比红磷的燃点低，故B对，C、D错．
答案：B
9．关于石墨和金刚石的区别，下面说法正确的是( )
A．石墨和金刚石是由同种物质微粒组成、空间结构相同的晶体
B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构，所以质地松软
C．石墨与金刚石是由不同的物质微粒组成的不同晶体
D．石墨导电而金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
解析：石墨和金刚石都是由碳原子组成的，但碳原子在空间按不同的规则分布．
答案：B
10．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律．下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征．则构成这些材料的原子的物质表面排列的共同特点是：
(1)____________________________________________________
______________________________________________________.
(2)____________________________________________________
______________________________________________________.
解析：本题通过扫描隧道显微镜研究晶体材料的构成规律，尽管不同材料的原子在空间排列情况不同，但原子都是按照一定规律排列的，都具有一定的对称性．
答案：(1)在确定方向上原子有规律地排列，在不同方向上原子的排列一般不同
(2)原子的排列具有一定的对称性
课件24张PPT。
第二章 固体、液体和气体
第二节 晶体的微观结构
第三节 固体新材料1．了解固体的微观结构．
2．知道晶体和非晶体在物理性质上的差别是由于它们内部物质微粒的排列不同造成的．
3．能比较石墨与金刚石的微观结构，并说明它们的特性．
4．了解材料科学技术的有关知识及应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响．5．了解新材料的基本特征，知道半导体的一些特点，了解半导体技术在生活、生产中的应用．初步了解纳米材料的特性，关注纳米材料的研究和应用．通过上一节课的学习，我们知道，晶体和非晶体在外形上和物理性质上都有很大的差别，是什么原因引起的呢？和它们的结构有关系吗？1．人们根据晶体外形的规则性和物理性质的________提出了一种假说，认为晶体内部的微粒是________排列着．后来人们应用________对晶体结构进行研究，证实了这种假说的正确性．
2．从微观的角度看，组成晶体的微观粒子按一定的________在空间整齐排列．物质微粒间有________的相互作用，微粒的__________不能克服它们的相互作用而远离，表现为在一定的平衡位置附近做________．各向异性有规则地X射线规律很强热运动微小振动3．晶体的外形规则可以用物质微粒的________排列来解释，晶体的各向异性是因为在不同方向上物质微粒的________不同而引起的，另外，晶体有确定的________也可以由晶体物质粒子的规则排列得到解释．
4．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．这是因为组成它们的微粒能够按照________在空间分布．如碳原子如果按如图甲所示那样排列，就成为__________，而按如图乙所示那样排列，就成为__________．规则排列情况 熔点不同规则石墨金刚石5．新材料的________及其________，推动了人类文明和社会进步，____________是支撑现代文明社会的最重要的材料之一，______________的发展推动了________技术的进步，使电子计算机的微型化成为可能．
6．新材料的制备是今后新材料科学技术发展的重要内容之一，例如：利用空间________进行晶体生长，利用________、强冲击波、________、超高真空以及________等手段制备特殊性能的新材料．研发应用半导体材料磁存储材料磁记录失重条件强磁场超高压强制冷考点1 晶体的微观结构1．晶体微观结构的特点
(1)组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)，依照一定的规律在空间中整齐地排列．
(2)晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用力而远离．
(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．
2．晶体特性的微观结构解释 (1)各向异性．
如图所示，这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．从图中可以看出，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上，物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上物理性质的不同．(2)晶体有确定的熔点．
①晶体的温度升高时，组成晶体的微粒运动加剧，当热运动达到足以破坏其空间排列的规律性时，晶体开始熔化，要破坏微粒空间排列的规律性就需要克服微粒的强大作用力做功，因为在晶体尚未全部熔化之前，吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性，所以晶体熔化时有确定的熔点，虽然在熔化过程中不断地吸收热量，但吸收的热量全部用来破坏规则的排列，因此温度并不发生变化，当晶体全部熔化后继续吸收热量，温度将由熔点继续升高．②晶体熔化时内能增大．晶体熔化时温度保持不变，分子的平均动能不变，晶体熔化过程中吸收的热量使分子间的距离增大，全部用来增加分子的势能，因为物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和，所以晶体熔化时内能增大．
(3)同一种物质可生成不同的晶体．
这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同．白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构．
注意：(1)晶体的微观结构模型并不代表晶体结构的真实情况，它只是组成晶体的物质微粒有规则排列的示意图．
(2)非晶体内部物质微粒排列不规则，加热时逐渐软化，温度持续上升，没有确定的熔点．例1(双选)晶体具有各向异性的特点是由于( )
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性解析：晶体的各向异性，是晶体内部结构的有规则性使不同的方向上物质微粒的排列情况不同．有些物质在不同条件下生成不同的晶体，那是因为组成它的微粒能够按照不同的规律在空间分布．
答案：AD课 堂训 练(双选)下列关于白磷与红磷的说法中，正确的是( )
A．它们是由不同的物质微粒组成的
B．它们有不同的晶体结构
C．它们具有相同的物理性质
D．白磷的燃点低、红磷的燃点高解析：白磷和红磷是由磷元素构成，故A错；白磷和红磷的微粒排列规律不同，构成了不同的晶体，在物理性质上有较大差别，如白磷的燃点比红磷的燃点低，故B、D对，C错．
答案：BD考点2 固体新材料1．新材料的基本特征
(1)有优异的性能和广阔的应用前景．
(2)它的发展和材料理论有密切的关系，与新工艺、新技术也密切相关．
(3)它的研制与基础学科和理工技术的成果交织在一起．
(4)它具有特殊的性能，例如高强度、超高硬度、超塑性，以及磁性、超导性等特殊的物理性能．2．新材料的应用
(1)半导体材料．
①应用领域：信息处理与通讯领域；
②半导体材料——硅．
a．是当前用途最广的半导体材料；
b．集成电路对硅单晶片的要求：完整性和局域平整度都有较高要求．
(2)磁存储材料．①发展过程：氧化物磁粉、金属合金磁粉、金属薄膜；
②磁性铁氧体单晶薄膜，存储密度大，使电子计算机的微型化成为可能．
3．新材料的未来
(1)研究各种复合材料、研究并开发纳米材料、开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机械材料、研究开发生物医学材料等．
(2)新材料的制备工艺、检测仪器和计算机应用．
