1、4.固體學習目標：1物理觀念知道晶體、非晶體、單晶體和多晶體，了解各向異性、各向同性及晶體的微觀結(jié)構(gòu)，能解釋相關(guān)的現(xiàn)象。2.科學思維掌握單晶體的各向異性，理解晶體的微觀結(jié)構(gòu)，能夠解決相關(guān)的問題。3.科學探究學會用實驗探究晶體與非晶體物理性質(zhì)的差異，學會認真觀察并與他人合作，提高實驗技能。4.科學態(tài)度與責任掌握晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，激發(fā)探索科學的興趣。閱讀本節(jié)教材，回答第31頁“問題”并梳理必要的知識點。教材P31“問題”提示：食鹽顆?？偝尸F(xiàn)立方體形，松香沒有規(guī)則的幾何形狀。顯微鏡觀察精鹽是正六面體形，松香粉末沒有規(guī)則的幾何外形。一、晶體和非晶體1固體可以分

2、為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。2單晶體具有確定的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有確定的幾何形狀，我們在初中已經(jīng)學過，晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點。3有些晶體沿不同方向的導熱或?qū)щ娦阅懿煌行┚w沿不同方向的光學性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是各向同性的。說明：具有各向異性的一定是單晶體，具有各向同性的則可能是非晶體或多晶體。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1規(guī)則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排

3、列的，具有空間上的周期性。2變化或轉(zhuǎn)化在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。1思考判斷(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)單晶體和多晶體都有規(guī)則的幾何外形。()(2)所有的晶體都具有各向異性。()(3)所有晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況都相同。()(4)晶體內(nèi)部微粒的排列毫無規(guī)則。()2(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A有規(guī)則的幾何外形的固體一定是晶體B只有單晶體才有天然規(guī)則的幾何外形C晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的D晶體熔化時具有確定的熔點BD單晶

4、體有規(guī)則的幾何外形，多晶體與非晶體都沒有規(guī)則的幾何外形，如果固體有規(guī)則的幾何外形但不是天然的，而是人為加工的，則其不一定是晶體，A錯誤，B正確；單晶體只在某些物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，并非所有的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性，多晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性，C錯誤；晶體有確定的熔點，D正確。3關(guān)于石墨和金剛石的區(qū)別，下面說法正確的是()A石墨和金剛石是同種物質(zhì)微粒組成的空間結(jié)構(gòu)相同的晶體B金剛石晶體結(jié)構(gòu)緊密，所以質(zhì)地堅硬，石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，所以質(zhì)地松軟C石墨與金剛石是不同的物質(zhì)微粒組成的不同晶體D石墨導電、金剛石不導電是由于組成它們的化學元素不同B由化學知識知道，石墨和金剛石是碳的同素異形體，其

5、化學性質(zhì)相同。它們的分子的空間結(jié)構(gòu)不同，石墨中的碳原子排列為層狀結(jié)構(gòu)，層與層間距離很大，所以其質(zhì)地松軟；金剛石中的碳原子排列緊密，相互間作用力很強，所以其質(zhì)地堅硬。故A、C、D錯誤，B正確。晶體和非晶體雪花的形狀極多，而且十分美麗。如果把雪花放在放大鏡下，可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一副極其精美的圖案，連許多藝術(shù)家都贊嘆不已。但是，各種各樣的雪花大多是什么形狀的呢？它們又是怎樣形成的呢？你不妨拿放大鏡來觀察一下！或者上網(wǎng)去搜一下吧！提示：雪花大多是六角形的，這是因為雪花屬于六方晶系。雪花的“胚胎”是小冰晶，主要有兩種形狀：一種呈六棱體狀，長而細，叫柱晶，但有時它的兩端是尖的，樣子像一根針，叫針晶；另一

6、種則呈六角形的薄片狀，就像從六棱鉛筆上切下來的薄片那樣，叫片晶。1單晶體的特征(1)具有天然的規(guī)則外形，這種規(guī)則的外形不是人工造成的。(2)物理性質(zhì)各向異性，這是單晶體區(qū)別于非晶體和多晶體最重要的特性，是判斷單晶體最主要的依據(jù)。(3)具有確定的熔點，單晶體在這一點上和多晶體沒有區(qū)別。從宏觀上區(qū)分晶體和非晶體的重要依據(jù)是看有無確定的熔點。2多晶體和非晶體(1)多晶體雖無天然規(guī)則的幾何形狀，物理性質(zhì)各向同性，但組成多晶體的晶粒都有規(guī)則的幾何形狀，每一個晶粒都具有單晶體的特征和物理性質(zhì)，這是多晶體和非晶體在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。(2)多晶體與非晶體在宏觀上的區(qū)別在于多晶體具有確定的熔點，非晶體則沒有，例

7、如很多同學認為玻璃應是多晶體，但實驗證明玻璃沒有確定的熔點，故應是非晶體。3正確理解單晶體的各向異性(1)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。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質(zhì)時，測試結(jié)果不同。通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、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：云母、石膏晶體在導熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性沿不同方向傳熱的快慢不同。 方鉛礦石晶體在導電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性沿不同方向電阻率不同。立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的

8、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?！纠?】(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體B一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C一個固體球，如果沿其各條直線方向的導電性不同，則該球體一定是單晶體D一塊晶體，若其各個方向的導熱性相同，則這塊晶體一定是多晶體思路點撥：(1)晶體有固定熔點，而非晶體沒有。(2)單晶體具有各向異性，多晶體與非晶體都具有各向同性。CD判斷固體是否為晶體的標準是看是否有固定的熔點，多晶體和非晶體都具有各向同性和無規(guī)則的外形，單晶體具有

9、各向異性和規(guī)則的幾何外形，C、D正確。判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法(1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點，晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體。(2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性?！疽活}多變】區(qū)分晶體和非晶體可用以下實驗：把熔化了的蜂蠟薄薄地涂在薄玻璃片上。把一支縫衣針燒熱，然后用針尖接觸蜂蠟層的背面，不要移動，觀察蜂蠟熔化區(qū)域的形狀(如圖甲所示)。把玻璃片換成單層云母片，再做以上實驗(如圖乙所示)。在玻璃片上和云母片上，蜂蠟熔化區(qū)域形狀的不同說明

10、了什么？甲乙蜂蠟熔化區(qū)域的形狀解析玻璃是非晶體，表現(xiàn)為各向同性，因此各個方向上導熱均勻，蜂蠟熔化區(qū)域形狀為圓形；云母片為單晶體，表現(xiàn)為各向異性，因此不同方向上導熱性能不一樣，最終蜂蠟熔化區(qū)域為橢圓形。答案見解析跟進訓練1某球形固體物質(zhì)，其導熱性能沿各個方向相同，則該物體()A一定是非晶體B可能具有確定的熔點C一定是單晶體，因為它有規(guī)則的幾何外形D一定是多晶體，因為其物理性質(zhì)具有各向同性B導熱性能沿各個方向相同的物體可能是非晶體，也可能是晶體，晶體具有確定的熔點，故A、D錯誤，B正確；物體幾何外形是否規(guī)則不是判斷是否為單晶體的依據(jù)，應該說，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

11、可以具有規(guī)則的幾何外形，當然，這只能是“后天”加工的，故C錯誤。晶體的微觀結(jié)構(gòu)家庭、學校或機關(guān)門鎖常用“碰鎖”，然而，這種鎖使用一段時間后，鎖舌就會變澀而不易被碰入，造成關(guān)門困難。這時，你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下，碰鎖便開關(guān)自如了，并且可以持續(xù)幾個月之久。請你動手試一試，并解釋其中的道理。提示：石墨是金剛石的同素異形體，兩者的不同結(jié)構(gòu)，造成了兩者在物理性質(zhì)上的很大差異，金剛石質(zhì)地堅硬，而石墨由于具有層狀結(jié)構(gòu)，且層與層之間結(jié)合不很緊密，故層與層之間易脫落，能起到潤滑作用。用鉛筆在紙上寫字也是根據(jù)這個道理。1晶體內(nèi)部的微粒是按各自的規(guī)則排列著的，具有空間上的周期性。如圖所示是食鹽晶體中氯離子和鈉

12、離子分布的示意圖。2同種元素的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布形成不同的物質(zhì)。例如，碳原子如果按圖甲那樣排列，就成為石墨，而按圖乙那樣排列，就成為金剛石。甲(石墨)乙(金剛石)3說明(1)原子(或者分子、離子)并不是像結(jié)構(gòu)圖上所畫的那些點一樣靜止不動，它們時刻都在不停地振動，結(jié)構(gòu)圖中所畫的那些點，是它們振動的平衡位置。(2)同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對的。例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶體。有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體?！纠?】(多選)晶體不同于非晶體，它具有規(guī)則的幾何外形，在不同方向上物理

13、性質(zhì)不同，而且具有確定的熔點，下列哪些說法可以用來解釋晶體的上述特性()A組成晶體的物質(zhì)微粒，在空間按一定的規(guī)律排成整齊的行列，構(gòu)成特定的空間點陣B晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，是因為不同方向上微粒數(shù)目不同，微粒間距不同C晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，是由于不同方向上的物質(zhì)微粒的性質(zhì)不同D晶體在熔化時吸收熱量，全部用來瓦解晶體的空間點陣，轉(zhuǎn)化為分子間勢能；因此，晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變；只有空間點陣完全被瓦解，晶體完全變?yōu)橐后w后，繼續(xù)加熱，溫度才會升高思路點撥：(1)晶體具有規(guī)則的幾何外形和確定的熔點，都是因為它的內(nèi)部微粒有規(guī)則的排列。(2)晶體熔化時吸收的熱量用來破壞晶體的空間點陣

14、，所以溫度不升高。 ABD很多晶體都是由相同的物質(zhì)微粒組成的，例如，金剛石和石墨都是由碳原子組成的，不同方向上物質(zhì)微粒完全一樣，可見其各向異性不是因為不同方向上的粒子性質(zhì)不同引起的，而是粒子的數(shù)目和粒子間距不相同造成的。故C錯誤，A、B、D正確。晶體各向異性的原因(1)單晶體物理性質(zhì)的不同取決于其微觀結(jié)構(gòu)，單晶體的物質(zhì)微粒是按照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列著，有規(guī)則的幾何外形，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性。(2)多晶體是由許許多多晶粒組成的，晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，無規(guī)則的幾何外形，多晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性。跟進訓練2關(guān)于晶體和非晶體，說法正確的是()A它們是由不同的空間點陣構(gòu)成

15、的B晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列的，而非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列是無規(guī)則的C晶體內(nèi)部的微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運動的D在物質(zhì)內(nèi)部的各個平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，數(shù)量不等的是非晶體B空間點陣是晶體的特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個特性，A錯誤；組成物質(zhì)的微粒永不停息地在做熱運動，不管是晶體還是非晶體，C錯誤；非晶體提不到什么層面的問題，即使是晶體各個層面微粒數(shù)也不一定相等，D錯誤。故B正確。1物理觀念：晶體、非晶體、各向同性、各向異性。2科學思維：理解晶體的各向異性，掌握晶體的微觀結(jié)構(gòu)。3科學方法：實驗法、對比法、作圖法。1(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A單晶體有規(guī)則

16、的幾何形狀B晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的C晶體熔化時具有確定的熔點D晶體和非晶體在適當?shù)臈l件下是可以相互轉(zhuǎn)化的ACD單晶體一定具有規(guī)則的幾何形狀，故A正確；多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體組成的，所以具有各向同性，故B錯誤；不論是單晶體還是多晶體，熔化時具有確定的熔點，故C正確；晶體和非晶體在適當?shù)臈l件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，如天然石英為晶體，而人為熔化后將變成非晶體，故D正確。2關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的C非晶體不可能轉(zhuǎn)化為晶體D晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點D外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理，選項A

17、錯誤；多晶體在物理性質(zhì)上是各向同性的，選項B錯誤；實驗證明非晶體在適當?shù)臈l件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，選項C錯誤；晶體與非晶體的區(qū)別表現(xiàn)在是否有確定的熔點，選項D正確。3下列說法錯誤的是()A晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的B有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，因為它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu)C凡是具有各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D晶體的各向異性是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的C晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，多晶體也具有這樣的性質(zhì)，C錯誤。C符合題意。4(多選)下列說法正確的是()A顯示各向異性的物體必定是晶體B不顯示各向異性的物體必定是非晶體C具有確定熔點的物體必定是晶體D不具有確定熔點的物體必定是非晶體ACD單晶體具有各向異性，故只要具有各向異性的固體必定是晶體，故A正確；非晶體和多晶體均顯示各向同性，故不顯示各向異性的物體不一定是非晶體，還可能是多晶體，故B錯誤；晶體均具有確定的熔點，非晶體不具有確定的熔點，所以具有確定熔點的物體必是晶體，不具有確定的熔點的固體就必定是非晶體，故C、D正確。5(多選)2010年諾貝爾物理學獎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石墨