第二章-第四節(jié)-固體(2019人教版選擇性必修第三冊)

第4節(jié)固體知識(shí)點(diǎn)歸納知識(shí)點(diǎn)一、晶體和非晶體1．固體可分為晶體和非晶體兩大類(1)在外形上，晶體具有規(guī)則的幾何形狀，而非晶體則沒有確定的幾何形狀．(2)在物理性質(zhì)上，晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)．(3)常見的晶體：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精、雪花．2．單晶體和多晶體(1)單晶體：具有規(guī)則的幾何形狀，外形都是由若干個(gè)平面圍成的多面體，這樣的固體叫單晶體，單晶體就是單個(gè)的晶體顆粒．(2)多晶體：由于小晶粒雜亂無章地排列，使得晶體不再具有規(guī)則的幾何形狀，我們把這樣的晶體稱為多晶體，多晶體就是由許多無規(guī)則排列的晶粒構(gòu)成的晶體，如粘在一起的糖塊就是多晶體．(3)單晶體和多晶體的比較①相同點(diǎn)：都屬于晶體，有固定的熔點(diǎn)．②不同點(diǎn)：單晶體有天然規(guī)則的外形，在某些物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性．多晶體沒有天然規(guī)則的外形，物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性．3．單晶體的各向異性的理解在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的．(1)①單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性能時(shí)，測試結(jié)果不同．②通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、磁性等．(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，舉例如下：①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．②方鉛礦石晶體在導(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．③立方體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．④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．4．非晶體與多晶體間的比較(1)相同點(diǎn)：都沒有天然規(guī)則外形，都具有各向同性的物理性質(zhì)．(2)不同點(diǎn)：非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，多晶體有固定的熔點(diǎn)．單晶體、多晶體及非晶體的區(qū)別分類宏觀外形物理性質(zhì)非晶體沒有確定的形狀①?zèng)]有固定熔點(diǎn)②導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性晶體單晶體有天然規(guī)則的形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性多晶體沒有確定的形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性知識(shí)點(diǎn)二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1．晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)，依照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列．(2)晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng)，微粒的熱運(yùn)動(dòng)不足以克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離．(3)微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng)．2．晶體與非晶體區(qū)別的微觀解釋(1)各向異性：如圖所示，這是在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況．從圖中可以看出，在沿不同方向所畫的等長直線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，才引起晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同．(2)熔點(diǎn)：晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分微粒有足夠的動(dòng)能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時(shí)晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化．典例分析一、晶體、非晶體的區(qū)別例1關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒，每個(gè)顆粒即為一個(gè)單晶體D．所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)解析選項(xiàng)A錯(cuò)誤，只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無規(guī)則的幾何形狀，金屬屬于多晶體。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，大塊塑料是非晶體，粉碎成形狀規(guī)則的顆粒，依然是非晶體。選項(xiàng)D正確，晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是有無確定的熔點(diǎn)。答案D歸納總結(jié)：晶體和非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有。由于多晶體和非晶體都具有各向同性、無規(guī)則外形的特點(diǎn)，僅從各向同性或幾何形狀不能斷定某一固體是晶體還是非晶體。二、對(duì)晶體的微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)例2有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體，那是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照______在空間分布。如碳原子如果按照?qǐng)D甲那樣排列，就成為______，而按照?qǐng)D乙那樣排列，就成為________。答案不同規(guī)則石墨金剛石自我檢測1．下列關(guān)于晶體和非晶體的說法中正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．大粒鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D．所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)解析只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯(cuò)；單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無規(guī)則的幾何形狀，金屬屬于多晶體，故B錯(cuò)；大粒鹽磨成細(xì)鹽，而細(xì)鹽仍是形狀規(guī)則的晶體，在放大鏡下能清楚地觀察到，故C錯(cuò)；晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體無確定的熔點(diǎn)，故D對(duì)．答案D2．某一固體具有一定的熔點(diǎn)，那么它()A．一定是晶體B．一定是非晶體C．是多晶體D．不一定是非晶體解析無論是單晶體還是多晶體都有一定的熔點(diǎn)．答案A3．如圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強(qiáng)下的熔化過程．圖中橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示溫度T.從圖中可以確定的是______(填選項(xiàng)前的字母)．A．晶體和非晶體均存在固定的熔點(diǎn)T0B．曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)C．曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)D．曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài)解析只有晶體存在固定的熔點(diǎn)T0，曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)，曲線M的ab段表示固態(tài)，曲線N的ef段不表示固態(tài)，曲線N的fg段不表示液態(tài)，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案B4．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．它們由不同的空間點(diǎn)陣構(gòu)成B．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列的，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒在不停地運(yùn)動(dòng)著C．晶體內(nèi)部的微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動(dòng)著的D．在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非晶體解析空間點(diǎn)陣是晶體的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個(gè)特性，所以A是錯(cuò)誤的；不管是晶體還是非晶體，組成物質(zhì)的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng)，所以C是錯(cuò)誤的；非晶體也提不到什么層面的問題，即使是晶體，各個(gè)層面的微粒數(shù)也不見得相等，所以D也是錯(cuò)誤的．故正確答案為B.答案B5．某球形固體物質(zhì)，其各向?qū)嵝阅芟嗤?，則該物體()A．一定是非晶體B．可能具有確定的熔點(diǎn)C．一定是單晶體，因?yàn)樗幸?guī)則的幾何外形D.一定不是單晶體，因?yàn)樗哂懈飨蛲缘奈锢硇再|(zhì)解析導(dǎo)熱性能各向相同的物體可能是非晶體，也可能是多晶體，因此，A選項(xiàng)不正確；多晶體具有確定的熔點(diǎn)，因此B選項(xiàng)正確；物體外形是否規(guī)則不是判斷是否是單晶體的依據(jù)，應(yīng)該說，單晶體具有規(guī)則的幾何外形是“天生”的，而多晶體和非晶體也可以有規(guī)則的幾何外形，當(dāng)然這只能是“后天”人為加工的，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體也不一定各個(gè)物理特性都有各向異性，故D錯(cuò)．答案B6．2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開，使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識(shí)判斷，下列說法中正確的是()A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的解析石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質(zhì)，A，B錯(cuò)誤，C正確；兩位科學(xué)家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．故正確的答案為C、D.答案CD7．下列哪些現(xiàn)象能說明晶體與非晶體的區(qū)別()A．鹽粒是正方體，而蜂蠟無規(guī)則形狀B．石墨可導(dǎo)電，瀝青不能導(dǎo)電C．冰熔化時(shí)，溫度保持不變；松香受熱熔化時(shí)，溫度持續(xù)升高D．金剛石密度大，石墨密度小解析單晶體有規(guī)則的幾何外形和