人教版高中物理選修33課件晶體與非晶體

1、空白演示在此輸入您的封面副標(biāo)題晶體與非晶體雪花金剛石冰糖石墨水晶石思考什么是晶體？什么是非晶體？晶體有什么特點(diǎn)和性質(zhì)？晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么？概念晶體：晶體是原子、離子或分子按照一定的周期性，在結(jié)晶過(guò)程中，在空間排列形成具有一定規(guī)則的幾何外形的固體。非晶體：是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間不成周期性重復(fù)排列的固體，具有近程有序，但不具有長(zhǎng)程有序。 2、晶體有三個(gè)特征：(1)晶體有整齊規(guī)則的幾何外形；(2)晶體有固定的熔點(diǎn)，在熔化過(guò)程中，溫度始終保持不變；(3)晶體有各向異性的特點(diǎn)。 分類(lèi) 離子晶體：一般由活潑金屬和活潑非金屬元素組成，大多的鹽（除ALCL3外，它是分子晶體），強(qiáng)堿、金屬氧化物。特例：

2、NH4CL（氯化銨）是由非金屬組成的離子晶體原子晶體：高中階段記住有單質(zhì)硅，碳化硅，金剛石，石英。分子晶體：由共價(jià)鍵組成，主要包括 氣態(tài)氫化物 ，含氧酸 ，非金屬氧化物。金屬晶體 ：金屬單質(zhì)。由金屬陽(yáng)離子與自由移動(dòng)的電子組成。 3、晶體與非晶體的本質(zhì)差異說(shuō)明：晶體自范性的本質(zhì)：是晶體中粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象。自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有（能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒(méi)有（不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子排列相對(duì)無(wú)序微觀結(jié)構(gòu)理論的內(nèi)容包括：組成晶體的物質(zhì)微粒（分子、原子或離子）是依照一定的規(guī)律在空間中整齊的排列的微粒的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近

3、不停地做微小的振動(dòng)。多晶體和單晶體單個(gè)的晶體顆粒是單晶體，由許多單晶體雜亂無(wú)章地組合在一起是多晶體，多晶體具有各向同性。4一種物質(zhì)是晶體還是非晶體并不是絕對(duì)的，它們?cè)谝欢l件下可以相互轉(zhuǎn)化。有的物質(zhì)有幾種晶體，是因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能形成不同的晶體結(jié)構(gòu)天然水晶球里的瑪瑙和水晶瑪瑙和水晶都是SiO2的晶體，不同的是瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，而水晶則是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成的?，旇⒉Ａв^察思考請(qǐng)同學(xué)們判斷下列物質(zhì)是晶體還是非晶體：水晶石 重點(diǎn)突破晶體各向異性的微觀解釋在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的 通常所說(shuō)的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光

4、的折射性能等晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測(cè)試晶體的物理性能時(shí)測(cè)量結(jié)果不同例如晶體在不同的方向還可以有不同的硬度、彈性、熱膨脹性質(zhì)、導(dǎo)電性能等 需要注意的是，晶體具有各向異性，并不是說(shuō)每一種晶體都能在各物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，例如云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性沿不同方向傳熱的快慢不同；方鉛礦晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性沿不同方向電阻率不同；立方形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性沿不同方向的彈性不同；方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性沿不同方向的折射率不同 重點(diǎn)突破 熔點(diǎn)的解釋?zhuān)o晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分微粒有足夠的動(dòng)能，克服微

5、粒間的作用力，離開(kāi)平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開(kāi)始熔解，熔解時(shí)晶體吸收的熱量全部用來(lái)破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化實(shí)驗(yàn)證實(shí)： 人們用X射線和電子顯微鏡對(duì)晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后，證實(shí)了微觀結(jié)構(gòu)是正確的對(duì)各向異性的微觀解釋?zhuān)喝鐖D所示，這是在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況從圖上可以看出，在沿不同方向所畫(huà)的等長(zhǎng)直線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同直線AB上物質(zhì)微粒較多，直線AD上較少，直線AC上更少正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同 【1】晶體具有各向異性是由于（ ）A晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同B晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況相

6、同C晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無(wú)規(guī)則性D晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性【2】下列說(shuō)法中正確的是 ( )A黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體B同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D玻璃沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，也沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀3某種固體制成的均勻薄片，將其一個(gè)表面涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸其反面，發(fā)現(xiàn)石蠟熔化區(qū)域呈圓形由此可斷定該薄片（ ）A一定是非晶體 B一定是單晶體C一定是多晶體 D不一定是非晶體4一塊密度和厚度都均勻分布的矩形被測(cè)樣品，長(zhǎng)AB是寬AC的兩倍，如圖所示若用多用電表沿兩對(duì)稱(chēng)軸O1O1，和O2O2，測(cè)其電阻阻值均為R，則這塊樣品可能是( )A單晶體 B多晶體

7、 C非晶體 D金屬5由同種物質(zhì)微粒組成但空間點(diǎn)陣不同的兩種晶體，這兩種晶體一定是：（ ）A物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)不相同B物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)相同C物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)相同D物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)不相同6、下圖是金剛石、石墨、C60的結(jié)構(gòu)示意圖，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異其原因是（）A構(gòu)成它們的原子大小不同B構(gòu)成它們的原子數(shù)目不同 C金剛石、石墨、C60由不同種原子構(gòu)成 D金剛石、石墨、C60里碳原子的排列不同 二:晶胞晶體粒子在空間中有規(guī)則的排列，這些點(diǎn)的總和叫做晶格，任何晶格都可以看作某個(gè)最小部分在三維空間中無(wú)限重復(fù)的產(chǎn)物，這一最小部分叫做晶胞。由晶胞的特征可以將晶體分

8、為七個(gè)晶系：立方晶系、四方晶系、六方晶系、菱形晶系、斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系。 三種典型立方晶胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單立方體心立方面心立方(二):晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/412437685122134請(qǐng)看:1體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4(二): 晶胞中粒子個(gè)數(shù)計(jì)算規(guī)律晶胞頂角 棱上 面上 中心立方體 1/8 1/4 1/2 1頂角棱上面上 石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問(wèn)題：（1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_(kāi)個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為_(kāi)個(gè)。練習(xí)二： 各4個(gè)綠色：8 = 4或8 1/8+61/2 = 4灰色：12 +1

9、=4各1/2個(gè) 練習(xí): 1: 下面幾種晶胞中分別含有幾個(gè)原子?課 堂 練 習(xí) 題1.鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好, 介電常數(shù)高,在小型變 壓器、話筒和擴(kuò)音器 中都有應(yīng)用。其晶體 的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖 所示。則它的化學(xué)式 為（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D. BaTiO3BaTiO課堂小結(jié)晶體定義及特點(diǎn)單晶體、多晶體、非晶體的區(qū)別晶胞中所含原子的計(jì)算石墨能變金剛石？1938年學(xué)者羅西尼通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算，奠定了合成金剛石的理論基礎(chǔ)，算出要使石墨變成金剛石，至少要在15000個(gè)大氣壓、攝氏1500度的高溫條件下才可以，到50-60年代建成了能達(dá)到上述條件的儀器裝置。石墨

10、在5-6萬(wàn)大氣壓（5-6）103MPa）及攝氏1000至2000度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。 目前世界上已有十幾個(gè)國(guó)家（包括我國(guó)）均合成出了金剛石。但這種金剛石因?yàn)轭w粒很細(xì)，主要用途是做磨料，用于切削和地質(zhì)、石油的鉆井用的鉆頭。當(dāng)前，世界金剛石的消費(fèi)中，80的人造金剛石主要是用于工業(yè)，它的產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天然金剛石的產(chǎn)量。 一般在以下條件下形成 1.最常見(jiàn)，自然條件下，石墨在地層中受地層高壓和高溫，形成金剛石。這種方式形成的金剛石純度高、顆粒大，但是屬于礦資源，開(kāi)采成本高，產(chǎn)量有限，價(jià)格昂貴。2.工業(yè)生產(chǎn)，通過(guò)高溫、高壓和催化劑的作用下生成。因?yàn)槿嗽飙h(huán)境中要制備石墨轉(zhuǎn)化為金剛石所需的高溫高壓非常困難，所以現(xiàn)有一般通過(guò)爆炸法制備。這種方法制備的金剛石，純度低、顆粒小，但是產(chǎn)量高，價(jià)格低廉。 3.研究中的人造法。通過(guò)激光加熱，二氧化碳還原法制備。這種方法正在研究，已經(jīng)取得一部分進(jìn)展，但是還沒(méi)有引入工業(yè)生產(chǎn)。這種方法制備的金剛石純度高、產(chǎn)量極高、價(jià)格