鲁科版选择性必修三2.1固体类型及微观结构学案.docx

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1、第1节 固体类型及微观结构学案学习目标：1 .了解固体及其分类，了解晶体和非晶体的宏观特性.2 .能够区别晶体与非晶体的性质.3 .了解晶体和非晶体在生活和生产中的不同用途.4 .了解对晶体结构的认识过程，知道晶体微观结构的特点.5 .会用固体的微观结构解释其宏观性质.基础知识：一、晶体和非晶体1 .固体的特点(1)固体看得见、摸得着，容易察觉它的存在.(2)固体有固定的外形，可根据需要进行加工处理.2 .固体的分类：固体通常可分为晶体和非晶体两大类.3 .晶体可分为单晶体和多晶体两类.4 .单晶体(1)定义：具有规则的几何形状,外形都是由若干个平面围成的多面体.(2)结构特点：同种物质的单晶

2、体都具有相同的基本形状,表面个数、各相 应平面间的夹角恒定不变.(3)宏观特性：具有规则的几何形状.具有各向异性.有固定的熔点.5 .多晶体(1)定义：没有规则的几何形状，由小晶粒杂乱无章地排列在一起构成的晶 体.(2)宏观特性：没有规则的几何形状.具有各向同性.有固定的熔点.二、固体的微观结构1 .晶体的结构及结合类型组成晶体的物质微粒有规则地在地间排成阵列,呈现周而复始的有序结 构，说明晶体的微观结构具有周期性.(2)晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力,微粒被约束在一定的小衡位置上.热运动时，组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动.(4)晶体的结合类型比较类型构成微粒结

3、合键举例离子晶体正、负离子离子键NaCl、AgBr原子晶体原子共价键SiO2金刚石金属晶体物质微粒金属键铜、银、铝2 .固体特征的微观解释(1)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线.(2)微观解释单晶体在不同直线上微粒的个数不相等,说明沿不同方向微粒的排列及物 质结构情况不同,在物理性质上表现为各向异性.非晶体在不同不线上微粒的个数大致相等，说明沿不同方向微粒排列及物 质结构情况基本相同,在物理性质上表现为各向同性.(3)同一种物质在不同条件下形成不同的晶体，由于微观结构不同,物理性 质有很大差异.重难点理解：一、晶体和非晶体的比较3 .单晶体、多晶体、 非晶体的比较匚非晶体单晶体多晶体相同

4、点：单晶体、非晶体具有一定形状、 厂体积，不易压缩不同点：单晶体有固定熔点，非晶体无 固定熔点相同点：有固定的熔点的卜形，各向异性; 乡，各向同性厂 相同点：没有规则外形，各向同性 不同点：多晶体有固定熔点，非晶体没有固定熔点4 .单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表 现出各向异性(1)云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性沿不同方向传热 的快慢不同.(2)方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性沿不同方向电阻率不同.(3)立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性沿不同方向的弹性 不同.(4)方解石晶体在光的折射上表现出各向异性沿不同方向的折射率不同. 区分

5、晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法(1)区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔 点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或几何形状不能判断某一固体是 晶体还是非晶体.(2)区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性，单晶体表现出各 向异性，而多晶体表现出各向同性.典例1:在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其上一点，蜡熔化的范围如下图所示；另外甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，贝1(乙)丙A.甲、乙是非晶体，丙是晶体B.甲、丙是非晶体，乙是晶体C.甲、丙是多晶体，乙是晶体D.甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体思路点拨：由蜡熔

6、化图判断导热性能，由温度一时间图线形状分析是晶体 还是非晶体.D 由题图甲、乙、丙知，甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由温 度一时间图线知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲是多晶体, 乙是非晶体，丙是单晶体. 二、 晶体的微观结构及物理性质5 .微观结构理论的内容(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)是依照一定的规律在空间中整齐地排 列的.实验证实：人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后，证 实了这种假说是正确的.(2)微粒的热运动特点表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.6 .晶体的微观结构特点(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)，依照一定的规律在空

7、间中整齐地排 列的.(2)晶体中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 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.晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构从而改变物质的 属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一 定条件下可以相互转化.7 .用微观结构理论解释晶体的特性(1)对单晶体各向异性的解释如图所示，这是在一个平面上单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/仄AC,上物质微粒的数目不同.直线48 上物质微粒较多，直线4。上较少，直线ZC上更少.正因为在不同方向上物质 微粒

8、的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.(2)对晶体具有一定熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力， 离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的热量全 部用来破坏规则的排列，温度不发生变化.(3)对多晶体特征的微观解释晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不 显示各向异性.它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性.多晶体和非晶 体的主要区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有.(4)对非晶体特征的微观解释在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒 非常多的情况下，沿不同方

9、向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说， 非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性 质上表现为各向同性.（5）同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在 一定条件下相互转化.（1）各种晶体的微粒都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性.（2）物体的宏观性是由微粒结构决定的，单晶体与非晶体的物理性质不同， 是因为微观结构不同，单晶体各向异性也是由粒子排列的特点决定的.典例2:（多选）下列说法正确的是（）A.在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有 空间上的周期性B.大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C.由同种元素

10、构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的 晶体D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变AC 单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，都是按照一定 的规则排列的，具有空间上的周期性，A正确；晶体由更小的晶胞组成，大颗粒 的盐磨成细盐，还是晶体，B错误；由同种元素构成的固体，可能会由于原子的 排列方式不同而成为不同的晶体，例如，石墨和金刚石，选项C正确；在熔化 过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能增加了，选项D错误. 典例1：巩固练习：1 .（多选）下列说法正确的是（）A. 一块固体，若沿各个方向上的导电性能相同，则该固体为非晶体B. 一块

11、固体，若是各个方向导热性能不同，则这个固体一定是单晶体C. 一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体D.黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体2 .（多选）下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别（）A.食盐是正方体，而蜂蜡无规则形状B.石墨可导电，沥青不能导电C.冰熔化时，温度保持不变，松香受热熔化时温度持续升高D.金刚石密度大，石墨密度小3 .下列说法正确的是（）A.黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体8 .同一种物质只能形成一种晶体C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的D.玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状4.（多选）2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖

12、洛夫, 以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复的 粘贴与撕开，使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石 墨烯，是碳的二维结构.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和 已学知识判断，下列说法正确的是（）石墨的微观结构石墨烯的微观结构A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体B.石墨是单质，石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的参考答案：1.BC 只有晶体才有固定熔点，只有单晶体才具有各向异性，B、C对； 多晶体和非晶体都具有各向同性，A错；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍 然是晶体，D错.2 .

13、AC 晶体有天然规则的几何外形，具有一定的熔点，而非晶体则没有, 故A、C正确.3 .D 常见的金属都是多晶体，因而黄金也是多晶体，只是因为多晶体内 部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错；同一种物 质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错；单晶体 只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性, 故C错；玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D对.4 .CD 晶体、非晶体都是对固体而言的，晶体有固定熔点，规则结构，非 晶体没有，石墨、石墨烯与金刚石都是晶体，石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、 石墨烯等都是碳元素的素的单质，它们互为同素异形体，他们是通过物理变化 的方法获得石墨烯的，故A、B错误，C、D正确.