3.1.1物質(zhì)的聚集狀態(tài)核心素養(yǎng)目標知識與技能目標學(xué)生能夠準確說出除“固、液、氣”之外的其他物質(zhì)聚集狀態(tài)，如晶態(tài)、非晶態(tài)、等離子體、液晶態(tài)等，并能闡述其微觀結(jié)構(gòu)特點及宏觀性質(zhì)表現(xiàn)。深入理解晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別，掌握晶體的自范性、各向異性和固定熔點等特性，能夠運用這些知識準確判斷晶體和非晶體。過程與方法目標通過對不同物質(zhì)聚集狀態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)的分析，培養(yǎng)學(xué)生從微觀角度解釋宏觀現(xiàn)象的能力，提升學(xué)生的抽象思維和邏輯推理能力。借助對晶體與非晶體性質(zhì)差異的探究，讓學(xué)生學(xué)會運用對比、歸納等方法總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。情感態(tài)度與價值觀目標通過了解物質(zhì)聚集狀態(tài)的多樣性以及晶體在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和求知欲。學(xué)習(xí)重難點重點：1.晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別以及晶體的特性，包括自范性、各向異性和固定熔點，能夠根據(jù)這些特性準確判斷晶體和非晶體。2.了解常見的物質(zhì)聚集狀態(tài)，如等離子體、液晶態(tài)等的特點和應(yīng)用。3.手性分子的性質(zhì)差異。難點：1.從微觀角度理解晶體中粒子的周期性有序排列與晶體自范性、各向異性等性質(zhì)之間的關(guān)系。2.理解不同物質(zhì)聚集狀態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，如等離子體的導(dǎo)電性和流動性與微觀粒子組成的關(guān)系。課前導(dǎo)入自然界中絕大多數(shù)物質(zhì)是固體。隨著化學(xué)的發(fā)展，人工合成的固體越來越多，廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)境、材料、生命科學(xué)等領(lǐng)域。但物質(zhì)的聚焦狀態(tài)除了固體以外，還有氣體、液體、等離子體、液晶……等狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化20世紀前，人們認為分子是所有化學(xué)物質(zhì)能夠保持性質(zhì)的最小粒子，物質(zhì)三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化只是分子間距離發(fā)生了變化，分子在固態(tài)只能振動，在氣態(tài)能自由移動，在液態(tài)介乎二者之間。固態(tài)液態(tài)氣態(tài)凝固（放熱）熔化（吸熱）汽化（吸熱）液化（放熱）凝華（放熱）升華（吸熱）（1）物質(zhì)的三態(tài)變化是物理變化，變化時克服分子間作用力或破壞化學(xué)鍵，但不會有新的化學(xué)鍵形成，否則，就是化學(xué)變化。（2）凝固、凝華和液化的過程均放出熱量，熔化、升華和汽化的過程均吸收熱量，但它們都不屬于反應(yīng)熱。2.物質(zhì)不同聚集狀態(tài)的特點20世紀初，通過X射線衍射等實驗手段，發(fā)現(xiàn)許多常見的晶體中并無分子。例如，氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。氯化鈉金剛石石墨二氧化硅2.物質(zhì)不同聚集狀態(tài)的特點（1）構(gòu)成物質(zhì)三態(tài)的粒子不一定都是分子，還可以是原子或離子等，如水的三態(tài)都是由分子構(gòu)成的，離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。（2）物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，還有晶態(tài)、非晶態(tài)，以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。物質(zhì)的聚集狀態(tài)微觀結(jié)構(gòu)微觀運動宏觀性質(zhì)固態(tài)微粒緊密排列，微粒間的空隙很小在固定的位置上振動大多有固定的形狀，幾乎不能被壓縮液態(tài)微粒排列較緊密，微粒間的空隙較小介于固態(tài)和氣態(tài)之間沒有固定的形狀，不易被壓縮氣態(tài)微粒間的距離較大可以自由移動沒有固定的形狀，容易被壓縮3.等離子體由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)。等離子體實質(zhì)上是電離的氣體，但也往往被視為固體、液體和氣體以外的第四大物質(zhì)狀態(tài)；等離子體中含有帶電粒子且能自由運動，使等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動性。等離子體固體液體氣體能量溫度能量溫度能量溫度等離子體形成過程3.等離子體等離子體產(chǎn)生途徑存在性質(zhì)用途高溫、紫外線、X射線、γ射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使氣體變成等離子體存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等具有良好的導(dǎo)電性和流動性運用等離子體顯示技術(shù)可以制造等離子體顯示器；利用等離子體可以進行化學(xué)合成、核聚變等3.等離子體4.離子液體定義：離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。如：高溫下的KCl，KOH呈液體狀態(tài)，此時它們就是離子液體。在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的物質(zhì)，稱為室溫離子液體，也稱為低溫熔融鹽。2015年斯坦福大學(xué)研究人員研制出一種可在一分鐘內(nèi)完成充放電的超常性能鋁離子電池，內(nèi)部用AlCl4-和有機陽離子構(gòu)成電解質(zhì)溶液5.液晶等離子體概念性質(zhì)用途介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等，表現(xiàn)出類似晶體的各向異性手機、電腦和電視的液晶顯示屏，合成高強度液晶纖維已廣泛應(yīng)用于飛機、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。5.液晶晶體與非晶體1.晶體和非晶體的概念走進化學(xué)實驗室，你能見到許多固體，如蠟狀的白磷、黃色的硫黃、紫黑色的·和高錳酸鉀、藍色的硫酸銅、白色的碳酸鈣等。蠟狀的白磷(P4)黃色的硫黃(S8)紫黑色的碘(I2)藍色的硫酸銅(CuSO4·5H2O)紫色的高錳酸鉀(KMnO4)白色的碳酸鈣(CaCO3)1.晶體和非晶體的概念晶體非晶體概念把內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在三維空間里呈周期性有序排列的固體物質(zhì)稱為晶體把內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）排列呈相對無序狀態(tài)的固體物質(zhì)稱為非晶體舉例食鹽、冰、鐵、銅等玻璃、橡膠、炭黑等晶體非晶體溫度時間溫度時間溫度時間溫度時間晶體非晶體物質(zhì)熔化時的溫度變化曲線物質(zhì)凝固時的溫度變化曲線晶體具有固定的熔點凝固點，而非晶體則無2.晶體和非晶體的本質(zhì)差異固體自范性微觀機構(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有（不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子排列相對無序判斷晶體的注意事項：（1）晶體有規(guī)則的幾何外形，且規(guī)則的幾何外形是微粒結(jié)晶時自發(fā)形成的，并非人為加工雕琢的。（是否具有規(guī)則的幾何外形不能用作區(qū)分晶體和非晶體的依據(jù)）（2）許多固體粉末由于晶粒太小，用肉眼看不到規(guī)則的幾何外形，但在光學(xué)或電子顯微鏡下，可觀察到規(guī)則的幾何外形，因而是晶體，如日常食用的精鹽等。（3）同一物質(zhì)可以形成晶體，也可以形成非晶體，如自然界中存在晶體SiO2和非晶體SiO2。3.晶體的特性（1）自范性概念：晶體能自發(fā)（自動發(fā)生，仍需一定的條件）地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。本質(zhì)：晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀現(xiàn)象。硫酸銅結(jié)晶醋酸鈉結(jié)晶自范性3.晶體的特性（1）自范性條件：晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長的速率適當。熔融態(tài)物質(zhì)冷卻凝固，有時得到晶體，但凝固速率過快，常常只得到肉眼看不到多面體外形的粉末或沒有規(guī)則外形的塊狀物，甚至形成的只是非晶態(tài)(玻璃態(tài))?，旇鈱拥默旇?nèi)層的水晶水晶瑪瑙是熔融態(tài)的SiO2快速冷卻形成的；而水晶是熔融態(tài)的SiO2緩慢冷卻形成的3.晶體的特性（2）各向異性①晶體的許多物理性質(zhì)在不同方向上的差異，稱為晶體的各向異性，包括晶體的強度、光學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等物理性質(zhì)。如石墨可導(dǎo)電，但石墨的橫縱向?qū)щ娔芰ο嗖?0000倍。水晶和玻璃在不同方向上的導(dǎo)熱性不同。3.晶體的特性（2）各向異性②晶體的某些物理性質(zhì)的各向異性反應(yīng)了晶體內(nèi)部質(zhì)點排列的有序性。（4）X射線衍射晶體能使X射線產(chǎn)生衍射，而非晶體對X射線只能產(chǎn)生散射。非晶體衍射圖譜4.得到晶體的三條途徑得到晶體一般有三條途徑：（1）熔融態(tài)物質(zhì)凝固；（2）氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）；（3）溶質(zhì)從溶液中析出。從熔融態(tài)結(jié)晶出來的硫晶體凝華得到的碘晶體從飽和硫酸銅溶液中析出的硫酸銅晶體【實驗探究】（1）用研缽把硫黃粉末研細，放入蒸發(fā)皿中，放在三角架的鐵圈上，用酒精燈加熱至熔融態(tài)，自然冷卻結(jié)晶后，觀察實驗現(xiàn)象。（2）在一個小燒杯里加入少量碘，用一個表面皿蓋在小燒杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小燒杯放在石棉網(wǎng)上小火加熱，觀察實驗現(xiàn)象。（3）在250mL燒杯中加入半杯飽和氯化鈉溶液，用滴管滴入濃鹽酸，觀察實驗現(xiàn)象。4.得到晶體的三條途徑4.得到晶體的三條途徑隨堂訓(xùn)練1.判斷正誤。(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體。 (

)(2)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊。 (

)(3)有固定組成的物質(zhì)一定是晶體。 (

)(4)同種物質(zhì)可能既有晶體形態(tài)的又有無定形態(tài)的。 (

)(5)熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻即可得到晶體，粉末狀的固體也有可能是晶體。(

)隨堂訓(xùn)練2.關(guān)于晶體的自范性，下列敘述正確的是()A.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體B.缺角的硫酸銅晶體在飽和CuSO4溶液中慢慢變?yōu)橐?guī)則的立方體晶塊C.圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的，體現(xiàn)了晶體的自范性D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球，體現(xiàn)了晶體的自范性B隨堂訓(xùn)練3.晶體具有各向異性。如藍晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨與層垂直的方向上的電導(dǎo)率是與層平行的方向上的電導(dǎo)率的1/104。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在()①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光