《固體》教學(xué)設(shè)計(jì)晶體晶體的微觀結(jié)構(gòu)固體非晶體晶體晶體的微觀結(jié)構(gòu)固體非晶體【教學(xué)目標(biāo)】1.了解固體的微觀結(jié)構(gòu)。會(huì)區(qū)別晶體和非晶體，列舉生活中常見的晶體和非晶體。2.初步了解材料科學(xué)技術(shù)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：固體的分類，晶體與非晶體的區(qū)別．難點(diǎn)：?jiǎn)尉w和多晶體的區(qū)別．【教學(xué)過(guò)程】用放大鏡去觀察一些實(shí)物的外形，通過(guò)外形特征比較和投影演示，以增加對(duì)固體外形的一些感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)外形這一表象，來(lái)引出對(duì)固體的分類和在物理性質(zhì)上的差異．（一）固體可以分為晶體和非晶體【分組實(shí)驗(yàn)】讓學(xué)生用放大鏡觀察明礬、食鹽、硫酸銅、瀝青、塑料、橡膠等固體，并從外形上將它們進(jìn)行分類，引導(dǎo)：只需分成兩類．說(shuō)明：明礬、食鹽、硫酸銅三個(gè)具有規(guī)則的幾何外形的為一類，稱它們?yōu)榫w；瀝青、塑料、橡膠沒有規(guī)則的幾何形狀的另一類，稱它們?yōu)榉蔷w．1．晶體：具有規(guī)則的幾何形狀．【演示】將石英放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生觀察石英的外形．將冰糖、味精、云母放在實(shí)物投影儀上．邊讓學(xué)生觀察邊指出：人類隨著時(shí)間的推移，發(fā)現(xiàn)有規(guī)則外形的晶體種類越來(lái)越多．石英、冰糖、味精是晶體，像云母這樣由許多薄層疊到一起的固體也是晶體．（1）常見的晶體有：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等．（2）幾種常見晶體的規(guī)則外形：食鹽的晶體呈立方體形，明礬的晶體呈八面體形．石英的晶體中間是一個(gè)六棱柱，兩端呈六棱錐．冬季的雪花是水蒸氣在空氣中凝華時(shí)形成的晶體，一般為六角形的規(guī)則圖案.2．非晶體：沒有規(guī)則的幾何形狀．【演示】將玻璃、石蠟放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生分析它們是晶體還是非晶體．說(shuō)明：這些固體都是非晶體．用手錘打碎玻璃．將碎玻璃放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生觀察細(xì)小的玻璃碎塊．說(shuō)明：玻璃碎塊沒有一致的規(guī)則幾何外形，可知玻璃是非晶體．常見的非晶體有：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等．3．晶體和非晶體的差異（1）在外形上：晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀．（2）在物理性質(zhì)上，晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)（這種特性叫各向異性），非晶體的物理性質(zhì)在各個(gè)方向是相同的（這種特性叫各向同性）．【演示】云母和玻璃在導(dǎo)熱性能上的差異．請(qǐng)學(xué)生注意觀察涂在云母片上的石蠟熔化后所成的形狀和涂在玻璃上的石蠟熔化后所成的形狀．啟發(fā)學(xué)生思考這說(shuō)明了什么？讓學(xué)生得出云母晶體在各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能不相同，而非晶體玻璃在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同，【注意】①晶體具有各向異性，并不是每種晶體在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．云母導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性，而有些晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方鋁礦，有些晶體在光的折射上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方解石．②有些固體本身就是一個(gè)完整的晶體，但也有許多固體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的小晶體組成的．③晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒有一定的熔點(diǎn)．（二）晶體可以分為單晶體和多晶體1．單晶體：如果一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體，這樣的晶體叫做單晶體．例如：雪花、食鹽小顆粒、單晶硅、單晶鍺等．2．多晶體：如果整個(gè)物體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的小晶體組成的，這樣的物體叫做多晶體．其中的小晶體叫做晶粒．【演示】利用掛圖看顯微鏡下的純鐵樣品，可以看到它是由許多的晶粒組成．（1）多晶體的外形特點(diǎn)：沒有規(guī)則的幾何形狀．（2）多晶體物理性質(zhì)上的特點(diǎn)：①不顯示各向異性．【注意】每一晶粒內(nèi)部都是各向異性的．②有確定的熔點(diǎn)．固體是否有確定的熔點(diǎn)，可作為區(qū)分晶體非晶體的標(biāo)志．3．多晶體和非晶體比較（1）多晶體和非晶體都沒有規(guī)則的幾何形狀．（2）多晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒有一定的熔點(diǎn)．（3）多晶體和非晶體的一些物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性．（三）晶體和非晶體間的轉(zhuǎn)化1．一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，例如水晶．天然水晶是晶體，熔化后再凝結(jié)的水晶（石英玻璃）就是非晶體，即一種物質(zhì)是晶體還是非晶體并不是絕對(duì)的．2．許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體．3．在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時(shí)，幾乎所有的材料都能成為非晶體．【自學(xué)評(píng)價(jià)】1.稱為晶體；稱非晶體2.常見的晶體有：；常見的非晶體有：。3.預(yù)習(xí)課本，完成下表4.組成晶體的微觀粒子按在空間整齊地排列，微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為?！窘?jīng)典范例】1.下列說(shuō)法中正確的是（）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(diǎn)的物體必定是晶體 D.不具有確定熔點(diǎn)的物體必定是非晶體2.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)威力是規(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?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu)C.凡各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D.晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的3.如圖所示，食鹽的晶體是由鈉離子和氯離子組成的。這兩種離子在空間中三個(gè)互相垂直的方向上，都是等距離排列地交錯(cuò)排列的。已知食鹽的摩爾質(zhì)量是58.5克/摩，食鹽的密度是2.2克/厘米3。阿伏伽德羅常數(shù)為6.0×1023摩-1。在食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離的數(shù)值為多少？【思維點(diǎn)播】1.如何正確理解晶體的各向異性在物理性質(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)量晶體的物理性能得到的結(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種物理性能上表現(xiàn)出各向異性，例如云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同的方向傳遞熱的快慢不同；方鉛礦晶體在導(dǎo)電性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同的方向電阻率不同；立方體的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同的方向彈性不同；方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性——沿不同方向上的折射率不同。值得指出的是，只有單晶體才回有各向異性的物理性質(zhì)，多晶體和非晶體一樣，物理性質(zhì)都是各向同性的。【跟蹤訓(xùn)練】★1.下列固體中全是由晶體組成的是( ).【l】(A)石英、云母、明礬、食鹽、雪花、銅 (B)石英、玻璃、云母、銅(C)食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香 (D)蜂蠟、松香、橡膠、瀝青★★2.某物體表現(xiàn)出各向異性是由于組成物體的物質(zhì)微粒( ).【1】(A)在空間的排列不規(guī)則 (B)在空間按一定的規(guī)則排列(C)數(shù)目較多的緣故 (D)數(shù)目較少的緣故★★3.如果某個(gè)固體在不同方向上的物理性質(zhì)是相同的，那么( ).【1】(A)它一定是晶體 (B)它一定是多晶體(C)它一定是非晶體 (D)它不一定是非晶體★★★4.在樣本薄片上均勻地涂上一層石蠟，然后用灼熱的金屬針尖點(diǎn)在樣本的另一側(cè)面，結(jié)果得到如圖所示的兩種圖樣，則( ).【2】(A)樣本A一定是非晶體 (B)樣本A可能是非晶體(C)樣本B一定是晶體 (D)樣本B不一定是晶體★★★5.晶體在熔解過(guò)程中吸收的熱量，主要用于( ).【2】(A)破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子動(dòng)能(B)破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，