【化学课件】晶体与非晶体 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识第1课时 晶体与非晶体日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？钻石钻石塑料塑料固态固态流水流水液态液态果汁果汁氧气氧气气态气态氢气氢气物质三态间的互相转化物质三态间的互相转化物质发生三态变化的本质是什么？物质发生三态变化的本质是什么？熔化熔化人们对物质组成的认识人们对物质组成的认识历程历程 20世纪前，人们以为世纪前，人们以为分子分子是所有化学物质能够保持其性质的是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质三态的相互转化只是最小粒子，物质三态的相互转化只是分子间距离分子间距离发生了变化发生了变化，分

2、，分子在子在固态只能振动固态只能振动，在，在气态能自由移动气态能自由移动，在液态则介乎二者之间，在液态则介乎二者之间。20世纪初，通过世纪初，通过X射线衍射射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成不一定是由分子构成。氯化钠氯化钠、石墨、二氧化硅、石墨、二氧化硅、金刚石、金刚石、金属金属阴阳阴阳离子离子原原子子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子物质的聚集状态只有固态、液态、气态三种吗？物质的聚集状态只有固态、液态、气态三种吗？想想一日光灯日光灯霓虹灯霓虹灯极光极光雷电雷电那么下列物质又是什

3、么状态的呢那么下列物质又是什么状态的呢？第四态：等离子态第四态：等离子态等离子体 气态气态物质在物质在高温高温或者在或者在外加电场外加电场激发下，分子发生分解，产激发下，分子发生分解，产生生电子和阳离子电子和阳离子等。这种由等。这种由电子、阳离子和电中性粒子电子、阳离子和电中性粒子组成的整组成的整体上呈体上呈电中性电中性的物质的物质聚集体聚集体称为等离子体。称为等离子体。(1)概念：概念：(2)存在：存在：日光灯和霓虹灯的灯管里，蜡烛的火焰，极光和雷电。日光灯和霓虹灯的灯管里，蜡烛的火焰，极光和雷电。第四态：等离子态第四态：等离子态等离子体具有良好的等离子体具有良好的导电性导电性和和流动性流动

4、性。(3)特点：特点：等离子体(4)应用应用：制造等离子体显示器；进行化学合成；核聚变等。：制造等离子体显示器；进行化学合成；核聚变等。等离子体显示器等离子体显示器 化学合成化学合成 核聚变核聚变气态气态固态固态液态液态物质的聚物质的聚集状态集状态等离子态等离子态一、物质的聚集状态超固态超固态辐射场态辐射场态等离子体等离子体离子离子液体液体:是熔点不高是熔点不高的的全部全部由离子组成由离子组成的的液体液体。如高温下如高温下呈液态呈液态的的KCl，KOH。气态气态固态固态液态液态物质的聚物质的聚集状态集状态晶态晶态非晶态非晶态等离子态等离子态一、物质的聚集状态超固态超固态辐射场态辐射场态塑晶态塑

5、晶态液晶态液晶态液 晶 物质加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，物质加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点熔点至澄清点温度范围内的物质状态称温度范围内的物质状态称为液晶。为液晶。(1)概念：概念：液晶是介于液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动流动性、黏度、形变性性、黏度、形变性等，又有晶体的某些物理性质，如等，又有晶体的某些物理性质，如导热性、光导热性、光学性质学性质等，表现出类似晶体的等，表现出类似晶体的各向异性各向异性。(2)特点：特点：液 晶液晶分为液晶

6、分为热致液晶热致液晶和和溶致液晶溶致液晶（即胶束等）。（即胶束等）。(3)分类：分类：(4)应用应用：手机、电脑和电视的：手机、电脑和电视的液晶显示器液晶显示器；合成高强度液晶纤维合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、已广泛应用于飞机、火箭、坦克、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。舰船、防弹衣、防弹头盔等。1.正误判断正误判断(1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态物质的聚集状态只有固、液、气三种状态()(2)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性()2.等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方等离子体在工业、农业、环

7、保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是()A.等离子体显示等离子体显示器器 B.日光灯和霓虹灯日光灯和霓虹灯C.把水温升高到几千把水温升高到几千摄氏度摄氏度 D.液晶显示器液晶显示器D绝大多数常见的固体有规则的几何绝大多数常见的固体有规则的几何外形外形NaCl雪花雪花黄色的硫黄黄色的硫黄(S8)紫黑色的碘紫黑色的碘(I2)高锰酸钾高锰酸钾水晶水晶SiO2晶体只有只有如玻璃、炭黑之类的物质属于如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体。玻璃又称玻璃体玻璃又称玻璃体炭黑又称无定形体炭黑又称无定形体晶体晶体SiO2 非晶体

8、非晶体SiO2二、晶体与非晶体：内部微粒：内部微粒(原子、离子或分子原子、离子或分子)在三维在三维空间里呈空间里呈周期性周期性排列而构成的具有排列而构成的具有规则规则几何外形几何外形的固体。的固体。固体固体晶体晶体非晶体非晶体二、晶体与非晶体：内部微粒：内部微粒(原子、离子或分子原子、离子或分子)在三维在三维空间里呈空间里呈周期性周期性排列而构成的具有排列而构成的具有规则规则几何外形几何外形的固体。的固体。固体固体晶体晶体非晶体非晶体晶体晶体离子晶体离子晶体 共价晶体共价晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 NaCl金刚石金刚石干冰干冰自然铜自然铜绝大多数常见的固体是绝大多数常见的固体是晶

9、体。晶体。二、晶体与非晶体：内部微粒：内部微粒(原子、离子或分子原子、离子或分子)在三维在三维空间里呈空间里呈周期性周期性排列而构成的具有排列而构成的具有规则规则几何外形几何外形的固体。的固体。固体固体晶体晶体非晶体非晶体：内部微粒内部微粒(原子、离子或分子原子、离子或分子)在三维在三维空间里呈空间里呈相对无序相对无序排列而构成的排列而构成的不具有不具有规则几何外形规则几何外形的固体。的固体。玻璃玻璃 橡胶橡胶 炭黑炭黑 玻璃玻璃、橡胶、石蜡、沥青、塑料等都是非晶体！橡胶、石蜡、沥青、塑料等都是非晶体！判断下列物质是晶体还是非晶体。判断下列物质是晶体还是非晶体。松香松香水晶水晶SiO2石蜡石蜡

10、晶体晶体晶体晶体二、晶体与非晶体2、晶体与非晶体的本质差异晶体与非晶体的本质差异固体自范性微观结构晶体_(能自发呈现 外形)原子在三维空间里呈_有序排列非晶体_(不能自发呈现多面体外形)原子排列相对_有有多面体多面体周期性周期性一定条件一定条件的的自发过程自发过程 宏观性质决定决定无无无序无序想想一 甲同学认为左图的玻璃具有规则外形，认为甲同学认为左图的玻璃具有规则外形，认为玻璃玻璃是晶体；是晶体；乙同学找到玻璃的结构示意图乙同学找到玻璃的结构示意图(如如右图右图)，认为玻璃不是晶体？谁认为玻璃不是晶体？谁的看法正确？的看法正确？乙同学。晶体与非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在乙同学。晶体与

11、非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。微观空间里是否呈现周期性的有序排列。在人力作用下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有规则几何外形的固体不是晶体,如玻璃、塑料等相关制品。如玻璃、塑料等相关制品。想想一粉末状的粉末状的固体都是非晶体固体都是非晶体吗吗？碳酸钙碳酸钙CuSO45H2O炭黑炭黑 许多许多固体粉末用肉眼看不到晶体固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但外形，但在光学显在光学显微镜微镜下或电子显微镜下可下或电子显微镜下可观察到规则的晶体观察到规则的晶体外形。外形。晶体晶体非晶体区分晶体和非晶体最科学和方便的方法：X射线衍射实验晶体的鉴别：X

12、射线衍射实验 晶体的周期性结构使它成为天然的三维光栅，周期与晶体的周期性结构使它成为天然的三维光栅，周期与X-射线射线的波长相当，因此能够对的波长相当，因此能够对X-射线产生衍射。射线产生衍射。分立的斑点分立的斑点明锐的峰明锐的峰非晶体衍射图谱非晶体衍射图谱二、晶体与非晶体3、晶体的特点晶体的特点(1)自范性自范性：晶体能晶体能自发自发呈现呈现多面体多面体外形的性质。外形的性质。条件：晶体生长的条件：晶体生长的速率适当速率适当天然水晶球天然水晶球外层冷却快，形成外层冷却快，形成无晶体外形的玛瑙无晶体外形的玛瑙内层冷却慢，形成内层冷却慢，形成有晶体外形的水晶有晶体外形的水晶(2)各向异性：各向异

13、性：同一同一晶体晶体，在不同的方向上具有不同的在不同的方向上具有不同的物理性质物理性质(强度、导电性强度、导电性、导热性、光学性质、导热性、光学性质)。二、晶体与非晶体3、晶体的特点晶体的特点 不同不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同，折折射率射率有各向异性。有各向异性。(2)各向异性：各向异性：同一同一晶体晶体，在不同的方向上具有不同的在不同的方向上具有不同的物理性质物理性质(强度、导电性强度、导电性、导热性、光学性质、导热性、光学性质)。二、晶体与非晶体3、晶体的特点晶体的特点(2)各向异性：各向异性：同一同一晶体晶体，在不同的方向上具有不同的在不同的方

14、向上具有不同的物理性质物理性质(强度、导电性强度、导电性、导热性、光学性质、导热性、光学性质)。二、晶体与非晶体3、晶体的特点晶体的特点(3)熔点：熔点：晶体有晶体有固定固定的熔点。的熔点。可用测熔点的方法判断固体是否为晶体。可用测熔点的方法判断固体是否为晶体。小结：小结：晶体和非晶体的区别晶体和非晶体的区别固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向异性各向异性熔点熔点晶晶体体非非晶晶体体本质本质区别区别鉴别鉴别具有规具有规则的几则的几何外形何外形粒子粒子在空在空间间周期性周期性有序排列有序排列有有各向各向异性异性固定固定不不具有具有规规则的几何则的几何外形外形粒子排列粒子排列相对无序相

15、对无序无无各各向向同性同性不固定不固定微观粒子微观粒子在空间在空间是否呈现是否呈现周期性有序周期性有序排列排列最科学的最科学的方法：方法：X射线衍射实验射线衍射实验P73：根根据据晶晶体体的的物物理理性性质质的的各各向向异异性性的的特特点点，人人们们很很容容易易识识别别用用玻玻璃璃仿仿造造的的假假宝宝石石。你你能能列列举举一一些些可可能能有有效效的的方方法鉴别假宝石吗？法鉴别假宝石吗？X射线衍射射线衍射测定宝石的折光率测定宝石的折光率测试测试宝石宝石的硬度，在玻璃上刻画的硬度，在玻璃上刻画4、晶体形成的途径晶体形成的途径二、晶体与非晶体实验实验3-1 P714、晶体形成的途径晶体形成的途径(1

16、)熔融态熔融态物质物质凝固凝固。(2)气态气态物质冷却不经液态直接物质冷却不经液态直接凝华凝华。(3)溶质溶质从溶液中从溶液中析出析出。二、晶体与非晶体从熔融态结晶出的硫晶体从熔融态结晶出的硫晶体(S8)凝华得到的碘晶体凝华得到的碘晶体析出的析出的CuSO4.5H2O制取较大的紫水晶制取较大的紫水晶 P93流交与考思1、某种晶体的物质呈现的状态一定是晶体吗？、某种晶体的物质呈现的状态一定是晶体吗？不一定。同一种物质既可以有晶体状态也可以有不一定。同一种物质既可以有晶体状态也可以有非晶体状态。非晶体状态。如如SiO2有晶态和非晶态有晶态和非晶态。2、在一定温度下，将一不规则的在一定温度下，将一不

17、规则的NaCl固体，放入饱和固体，放入饱和NaCl溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为什么溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为什么？NaCl固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可逆过程。根据晶体的自范性可知，在溶解和结晶的过程中，逆过程。根据晶体的自范性可知，在溶解和结晶的过程中，离子会自发地规则排列，形成规则的立方体。离子会自发地规则排列，形成规则的立方体。流交与考思1.关于关于晶体的自范性，下列叙述正确的是晶体的自范性，下列叙述正确的是()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

18、硫酸铜晶体在饱和缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则溶液中慢慢变为规则的立方体晶块的立方体晶块C.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性D.由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性B2.下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A.区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线射线衍射实验衍射实验B.外观呈规则多面体的物质，内部粒子在三维空间里外观呈规则多面体的物质，内部粒子在三维空间里一定呈周期性有序排列一定呈周期性有序排列C.晶体具有各向异性，所

19、以用红热的铁针刺中涂有石晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，融化的石蜡呈椭圆形蜡的水晶柱面，融化的石蜡呈椭圆形D.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品宝石和玻璃制品B3.普通玻璃和水晶的根本区别在于普通玻璃和水晶的根本区别在于()A.外形不一样外形不一样B.普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列，水晶的水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列C.水晶有固定的熔点水晶有固定的熔点，普通玻璃无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水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换普通玻璃不能用于能量转换B