第九章固体、液体和物态变化ppt课件.ppt
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1、第第1 1节、固体节、固体一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体 1晶体:具有规则的几何形状晶体:具有规则的几何形状 几种晶体的形状几种晶体的形状.swf由此可知:由此可知:( 1 )常见的晶体有:石英、云母、明矾、食盐、硫)常见的晶体有:石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等酸铜、糖、味精等(2)几种常见晶体的规则外形:)几种常见晶体的规则外形:食盐的晶体呈立方体形;食盐的晶体呈立方体形;明矾的晶体呈八面体形;明矾的晶体呈八面体形;石英的晶体中间是一个六棱柱,两端呈六棱锥;石英的晶体中间是一个六棱柱,两端呈六棱锥;雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体,一般为雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体
2、,一般为六角形的规则图案六角形的规则图案非晶体:没有规则的几何形状非晶体:没有规则的几何形状 常见的非晶体有:玻璃、蜂蜡、松香、沥常见的非晶体有:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等青、橡胶等 松香松香沥青沥青3晶体和非晶体的差异晶体和非晶体的差异(1)在外形上:晶体具有)在外形上:晶体具有天然天然的规则的几何的规则的几何形状,非晶体没有天然的规则的几何形状形状,非晶体没有天然的规则的几何形状晶体的各向异性与非晶体的各向同性晶体的各向异性与非晶体的各向同性.swf 实验实验 :取一张云母薄片,在上面涂一层很薄的石蜡,然后用烧:取一张云母薄片,在上面涂一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母片观察接
3、触点周围的石蜡熔化后所成的形热的钢针去接触云母片观察接触点周围的石蜡熔化后所成的形状再在玻璃片上做同样的实验状再在玻璃片上做同样的实验. 由此可知:由此可知: (2)在物理性质上,晶体的物理性质)在物理性质上,晶体的物理性质与方向有与方向有关关(这种特性叫(这种特性叫各向异性各向异性),非晶体的物理),非晶体的物理性质在性质在各个方向是相同各个方向是相同的(这种特性叫的(这种特性叫各向各向同性)同性) 注意:注意: 晶体具有各向异性,晶体具有各向异性,并不是并不是每种晶体在每种晶体在各种各种物理性质上物理性质上都都表现出各向异性云母导热性上表现出显著的各向异性,而表现出各向异性云母导热性上表现
4、出显著的各向异性,而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性,如方铝矿,有有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性,如方铝矿,有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性,如方解石些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性,如方解石 晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点4晶体和非晶体间的转化晶体和非晶体间的转化 1一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,例如水晶天然水晶是晶体,形态出现,例如水晶天然水晶是晶体,熔化后再凝结的水晶(石英玻璃)就是非熔化后再凝结的水晶(石英玻璃)就是非晶体,即一种物质是晶体还是非晶体并不晶体,即
5、一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的是绝对的2许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体体3在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时,在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时,几乎所有的材料都能成为非晶体几乎所有的材料都能成为非晶体 1单晶体:如果一个物体就是一个完整的晶体,这样的晶体单晶体:如果一个物体就是一个完整的晶体,这样的晶体叫做单晶体叫做单晶体(整块晶体由一颗晶粒组成,或是能用一个空间点阵图整块晶体由一颗晶粒组成,或是能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。形贯穿整个晶体。 ) 例如:雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等例如:雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等2多晶体
6、:如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶多晶体:如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的,这样的物体叫做多晶体其中的小晶体叫做晶体组成的,这样的物体叫做多晶体其中的小晶体叫做晶粒粒(整块晶体由大量晶粒组成,或是不能用一个空间点阵图形贯穿整整块晶体由大量晶粒组成,或是不能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。个晶体。 )(1)多晶体没有规则的几何形状)多晶体没有规则的几何形状 (2)多晶体)多晶体 不显示各向异性(虽然每一晶粒内部都是不显示各向异性(虽然每一晶粒内部都是各向异性的)各向异性的) 有确定的熔点有确定的熔点 固体是否有确定的熔点,可作为区分晶体非晶体的标志固体是否有确定的熔点
7、,可作为区分晶体非晶体的标志二、单晶体和多晶体二、单晶体和多晶体 3多晶体和非晶体比较多晶体和非晶体比较 (1)多晶体和非晶体都没有规则的几何形)多晶体和非晶体都没有规则的几何形状状 (2)多晶体和非晶体的一些物理性质都表现)多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性为各向同性 (3)多晶体有一定的熔点,非晶体没有一定)多晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点的熔点(不同点)(不同点) 晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差异,这是为什么呢?异,这是为什么呢? 1.组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子)依照一组成晶体的物质微粒(分子或原子、离
8、子)依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强互作用很强,具有空间上的周期性微粒的热运动不足具有空间上的周期性微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离微粒的热运动表现为以克服它们的相互作用而远离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在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动三、晶体的微观结构三、晶体的微观结构食盐的晶体结构示意图食盐的晶体结构示意图 食盐的晶体是由钠离子食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子和氯离子CI组成的,组成的,它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上,它们等距离、交错地排列在三组相互垂直
9、的平行线上,因而食盐具有正立方体的外形因而食盐具有正立方体的外形(1)晶体晶体外形的规则性外形的规则性可用物质微粒可用物质微粒排列的规则性排列的规则性来解释来解释(2)晶体的晶体的各向异各向异性也是由晶体的性也是由晶体的内部结构内部结构(不同方向上不同方向上物质微粒的排列情况不同物质微粒的排列情况不同)决定的决定的 下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况从图上可以看出,在沿不同方向所画的等长直线可以看出,在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上,物上,物质微粒的数目不同直线质微粒的数目不同直线AB上物质微粒较多,直线上物质微粒较多,直线A
10、D上较少,上较少,直线直线AC上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,上更少正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体的不同方向上物理性质的不同才引起晶体的不同方向上物理性质的不同 2.有的物质能够生成种类有的物质能够生成种类不同的几种晶体不同的几种晶体,是因,是因为它们的物质微粒能够形成为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构不同的晶体结构 例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨石墨,按,按图乙那样排列就成为图乙那样排列就成为金刚石金刚石 石墨是层状结构,层与层之间距离较大,作用力石墨是层状结构,层与层之间距离较大,作用力较弱,沿着这个方
11、向容易把石墨一层层地剥下石墨较弱,沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下石墨的层状结构决定了它的质地松软,可以用来制作粉状的层状结构决定了它的质地松软,可以用来制作粉状润滑剂,也可以用来制作铅笔心润滑剂,也可以用来制作铅笔心 金刚石中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有金刚石中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度,可以用来切割玻璃如果把它装在钻探很大的硬度,可以用来切割玻璃如果把它装在钻探机的钻头上,能够钻入坚硬的岩石内机的钻头上,能够钻入坚硬的岩石内 石墨的密度小,金刚石的密度大;石墨能导电,石墨的密度小,金刚石的密度大;石墨能导电,金刚石不能导电金刚石不能导电例题:例题:下列说法中正确的
12、是下列说法中正确的是A常见的金属材料都是多晶体常见的金属材料都是多晶体B只有非晶体才显示各向同性只有非晶体才显示各向同性C凡是具有规则天然几何形状的物体凡是具有规则天然几何形状的物体必定是单晶体必定是单晶体D多晶体不显示各向异性多晶体不显示各向异性( A、C、D )解析:解析: 常见的金属:金、银、铜、铁、铝、锡、常见的金属:金、银、铜、铁、铝、锡、铅等都是多晶体,选项铅等都是多晶体,选项A正确因为非晶体正确因为非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性,和多晶体的物理性质都表现为各向同性,所以选项所以选项B错误,这项错误,这项D正确有天然规则正确有天然规则的几何形状的物体一定是单晶体,选项的几
13、何形状的物体一定是单晶体,选项C正正确确 该题的正确答案为该题的正确答案为A、C、D第第2 2节、液体节、液体一一. .液体的微观结构液体的微观结构 1、液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟固体、液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟固体样;样;另一方面又像气体,没有一定的形状,具有流动性。另一方面又像气体,没有一定的形状,具有流动性。 2、 液体的分子间距离大约为液体的分子间距离大约为r0,相互作用较强,液体分子,相互作用较强,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,这一点跟的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的
14、平衡位置,固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置,它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后,又转到另一个平它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后,又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。显区别于固体。 3、液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的、液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的升高而逐渐软化,流动性也逐渐增加。因此,有时把非晶体看升高而逐渐软化,流动性也逐渐增加。因此,有时把非晶体看作是过冷液体,而固体往往只专指晶体。作是过冷液体,而固体往往只专指晶体。一、液体的微
15、观结构一、液体的微观结构二二. .液体的表面张力液体的表面张力 为什么叶面上的露珠,小水银滴,总是球形的?为为什么叶面上的露珠,小水银滴,总是球形的?为什么由滴管口缓慢流出的液体不是连续的液流而是连什么由滴管口缓慢流出的液体不是连续的液流而是连串的液滴?为什么一些昆虫可以停在水面上而不致沉串的液滴?为什么一些昆虫可以停在水面上而不致沉入水里?入水里?二、二、液体的表面张力液体的表面张力实验实验1: 现象现象:刺破棉线左侧的薄膜,右侧的薄膜就会收缩,使棉刺破棉线左侧的薄膜,右侧的薄膜就会收缩,使棉线向右弯成弧形;刺破棉线右侧的薄膜,左侧的薄膜就会收缩,线向右弯成弧形;刺破棉线右侧的薄膜,左侧的薄
16、膜就会收缩,使棉线向左弯成弧形使棉线向左弯成弧形实验实验2: 现象现象:刺破棉线圈里的肥皂膜后,棉线圈外的薄膜就会收刺破棉线圈里的肥皂膜后,棉线圈外的薄膜就会收缩,使棉线圈张紧成圆形缩,使棉线圈张紧成圆形液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样,具有收缩的趋势液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样,具有收缩的趋势结论:由于表面张力,液体的表面就好像结论:由于表面张力,液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样,张紧的橡皮膜一样,液体表面积有缩小到液体表面积有缩小到最小的趋势最小的趋势。相同体积相同体积球形;相同周长球形;相同周长圆。圆。为什么液体表面具有收缩的趋势呢?为什么液体表面具有收缩的趋势呢? 液体表面有一层跟
17、气体接触的薄层,叫做表面层液体表面有一层跟气体接触的薄层,叫做表面层 表面层分子排列比液体内部要稀表面层分子排列比液体内部要稀疏些,分子间距离较液体内部也疏些,分子间距离较液体内部也大一点大一点 .在表面层里,分子间的距离大,分子间的相互作用在表面层里,分子间的距离大,分子间的相互作用表现为引力(表现为引力(表面张力是分子力的宏观表现表面张力是分子力的宏观表现) 如果在液面上划一条分界线如果在液面上划一条分界线MN,把液面分为(,把液面分为(1)和)和(2)两部分,那么,由于表面层中分子间的引力,液面)两部分,那么,由于表面层中分子间的引力,液面(1)对液面()对液面(2)有引力)有引力F1的
18、作用,液面(的作用,液面(2)对液面)对液面(1)有引力)有引力F2的作用,的作用,F1和和F2大小相等、方向相反大小相等、方向相反像这种液面各部分间相互吸引的力,叫做表面张力像这种液面各部分间相互吸引的力,叫做表面张力液体的表面张力使液面具有收缩的趋势液体的表面张力使液面具有收缩的趋势 在体积相等的各种形状的物体中,在体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积最小,所以草叶上球形物体的表面积最小,所以草叶上的露珠,小水银滴等,都因表面张力的露珠,小水银滴等,都因表面张力使液面收缩而呈球形使液面收缩而呈球形表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直,如果液面是平面,表面张力就在这个平面
19、上。如果液面是曲面,表面张力就在这个曲面的切面上。 表面张力是分子力的一种表现。 表面张力F的大小跟分界线MN的长度成正比。可写成F=L或=F/L。 表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 三三. .浸润和不浸润浸润和不浸润 放在洁净的玻璃板上的一滴水,会附着在玻璃板上形成薄放在洁净的玻璃板上的一滴水,会附着在玻璃板上形成薄层把一块洁净的玻璃片浸入水里再取出来,玻璃表面会沾上层把一块洁净的玻璃片浸入水里再取出来,玻璃表面会沾上一层水这种现象叫做一层水这种现象叫做浸润浸润 放在洁净的玻璃板上的一滴水银,能够在玻璃板上滚来滚去,放在洁净的玻璃板上的一滴水银,能够在玻璃板上滚来
20、滚去,而不附着在上面把一块洁净的玻璃片浸入水银里再取出来,而不附着在上面把一块洁净的玻璃片浸入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银这种现象叫做玻璃上也不附着水银这种现象叫做不浸润不浸润对玻璃来说,水是浸润液体对玻璃来说,水是浸润液体对玻璃来说,水银是不浸润液体对玻璃来说,水银是不浸润液体 把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃容器里,由于水把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃容器里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲把不浸润液体装在容器浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃容器里,由于水银不浸润玻璃,器壁里,例如把水银装在玻璃容器里,由于水银不浸润玻璃,
21、器壁附近的液面向下弯曲附近的液面向下弯曲三、三、浸润和不浸润浸润和不浸润 同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡水体是不浸润的水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡水银不能浸润玻璃,但能浸润铅银不能浸润玻璃,但能浸润铅 我们用的毛巾都是用能被水浸润的织物做成我们用的毛巾都是用能被水浸润的织物做成的能够用墨水在纸上写字,是因为所用的纸被墨水的能够用墨水在纸上写字,是因为所用的纸被墨水浸润脱脂棉脱脂的目的,在于使它从不能被水浸润浸润脱脂棉脱脂的目的,在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药水各种游禽用嘴把变为可以
22、被水浸润,以便吸取药水各种游禽用嘴把由体内分泌出来的油脂涂在自己的羽毛上,使羽毛不由体内分泌出来的油脂涂在自己的羽毛上,使羽毛不被水浸润被水浸润观察浸润液体和不浸润液体在细管里发生的现象观察浸润液体和不浸润液体在细管里发生的现象 把几根内径不同的细玻璃管插入把几根内径不同的细玻璃管插入水水中,可以看到管里的水中,可以看到管里的水面比容器里的水面高管的内径面比容器里的水面高管的内径越小越小,管里的水面,管里的水面越高越高 如果把这些细玻璃管插入如果把这些细玻璃管插入水银水银中,发生的现象正好相反,中,发生的现象正好相反,管里的水银面比容器里的水银面低管的内径管里的水银面比容器里的水银面低管的内径
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