2.1固体类型及微观结构 学案(含答案)
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1、第第 1 1 节节 固体类型及微观结构固体类型及微观结构 核 心 素 养 物理观念 科学探究 科学思维 1.知道什么是晶体和非晶体、 单晶 体和多晶体。 2. 知道晶体和非晶体的特点及区 分方法。 3.知道单晶体在某些物理性质上 具有各向异性。 4.知道晶体和非晶体在一定条件 下可以相互转化。 5.知道晶体分子在空间排列上具 有周期性。 通过实验来认识单晶 体在物理性质上的各 向异性。 用晶体的微观结 构特点来解释晶 体外形的规则性 和物理性质的各 向异性。 知识点一 晶体和非晶体 观图助学 北方的冬天,经常能够看到漫天飞雪的场景,异常壮观。上图为四种常见的雪花 图样,它们虽然不尽相同,但它们
2、在形状上有一个共同的特点,你发现了吗? 1.固体的分类 (1)分类:固体通常可以分为晶体和非晶体两大类。 (2)实例 晶体:盐、糖、金、银、铜、铁、锡等。 非晶体:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。 2.单晶体与多晶体 (1)晶体可分为单晶体和多晶体两类。 (2)单晶体 结构特点: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。 物理性质:某些物理性质具有各向异性,有固定的熔点。 (3)多晶体 结构特点:没有规则的几何形状,由大量细微的单晶体杂乱无章地排列在一起 构成的晶体。 物理性质:物理性质上各向同性,有固定的熔点。 3.晶体与非晶体的转化 晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化, 如
3、非晶体的玻璃经过加热冷却反复 处理,可使其结构有序化,变为多晶体;传统的金属晶体经过急冷处理,可制得 非晶态金属金属玻璃。 思考判断 (1)单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点。() (2)晶体在物理性质上都具有各向异性的特性。() (3)凡是具有天然规则的几何形状的物体必定是单晶体。() 雪花虽然在形状上不完全相同,但是它们都具有 6 个角。 三种单晶体的几何形状 冰的熔点是 0 。 知识点二 固体的微观结构 观图助学 上图为单晶体和非晶体分子在某一平面上的排列示意图, 观察它们在不同方向上 的排列情况,说出它们有什么不同。 1.微观结构 (1)单晶体:单晶体在不同方向上的微粒排列及物
4、质结构情况是不一样的,所以 单晶体在物理性质上表现为各向异性。 (2)非晶体: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。 2.同素异形体 同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体, 虽然构成这些晶体的物质 微粒都相同,但是由于它们的排列形式不同,物理性质也不同。如金刚石、石墨 都是由碳原子构成的晶体,但是它们的物理性质有很大差异。 3.晶体具有确定熔点的解释 晶体在熔化成液体的过程中,规则排列的分子之间的距离要增加,分子间的作用 力表现为引力,外界提供的热量用来克服分子的引力做功,使分子势能增大,而 分子平均动能不变,所以熔化过程中温度不
5、变,吸收的热量只转化成分子势能。 思考判断 (1)单晶体的分子(原子、离子)排列是有规律的。() (2)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。() (3)同一种物质只能生成一种晶体。(), 单晶体在不同方向上,相同长度上分子数不同。 食盐晶体中氯离子和钠离子分布的示意图 红磷与白磷是磷元素组成的两种不同的晶体。 晶体的熔化曲线 核心要点 晶体和非晶体的性质 问题探究 在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡, 然后用烧热的钢针去接触云母片 及玻璃片的另一面,石蜡熔化,如图所示,那么你看到的现象及得出的结论是什 么? 答案 玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形,说明玻璃片沿各个方向的导热性能
6、相同。 云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形,说明云母片沿各个方向的导热性能不相同。 探究归纳 1.单晶体的特征 (1)具有天然的规则外形,这种规则的外形不是人工造成的。 (2)物理性质各向异性,这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性,是判 断单晶体最主要的依据。 (3)具有一定的熔点,单晶体在这一点上和多晶体没有区别。从宏观上区分晶体 和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点。 2.多晶体和非晶体 (1)多晶体虽无天然规则的几何形状,物理性质各向同性,但组成多晶体的晶粒 都有规则的几何形状,每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质,这是多晶体 和非晶体在内部结构上的区别。 (2)多晶体与非晶体在宏观上
7、的区别在于多晶体具有一定的熔点,非晶体则没有。 3.正确理解单晶体的各向异性 (1)在物理性质上,单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。 单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同。 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。 (2)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。 经典示例 例 1 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其背面一点,蜡熔 化的范围如图(a)所示,而甲、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(b)所示,则( ) A.甲、乙是非晶体,丙是晶体 B.甲、丙是晶体,乙是非晶体
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