第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)容山中學

化學科組第一節(jié)

物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識第1課時

物質(zhì)的聚集狀態(tài)

晶體與非晶體主講人：郭靜目錄CONTENTS12物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體學習目標能夠從宏觀和微觀兩個層面認識和理解物質(zhì)的聚集狀態(tài)和晶體的結(jié)構(gòu)特點。能說出晶體和非晶體的區(qū)別，了解獲得晶體的一般途徑。日常生活中所接觸到的物質(zhì)會有哪些狀態(tài)呢？物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化固態(tài)液態(tài)氣態(tài)汽化(吸熱)液化(放熱)凝固(放熱)熔化(吸熱)升華(吸熱)凝華(放熱)20世紀前，人們以為分子是所有化學物質(zhì)能夠保持其性質(zhì)的最小粒子，物質(zhì)固、液、氣三態(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)則介乎二者之間。任務(wù)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)20世紀初，通過

等實驗手段，發(fā)現(xiàn)許多常見的晶體中并無分子，如氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。X射線衍射X射線衍射儀氯化鈉金剛石石墨二氧化硅氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)一定都是由分子構(gòu)成嗎？NO!任務(wù)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)1、等離子體（1）概念：由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體?？梢灾圃斓入x子體顯示器、化學合成、核裂變等。（3）用途：（2）特點：具有良好的導(dǎo)電性和流動性。等離子體顯示器核聚變一種特殊的氣體，存在于我們周圍。例如，在日光燈和霓虹燈的燈管里，蠟燭的火焰里，極光和雷電里。（4）存在：日光燈氣態(tài)任務(wù)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)2、離子液體是熔點不高的僅由________組成的液體物質(zhì)。離子2015年斯坦福大學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，這種電解質(zhì)溶液就屬于離子液體。Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-任務(wù)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)3、液晶介于

和

之間的物質(zhì)狀態(tài)晶態(tài)液態(tài)流動性、黏度、形變性等導(dǎo)熱性、光學性質(zhì)等（1）定義：（2）特點：固體液體液晶的溫度范圍液晶T1(熔點)T2(澄清點)溫度逐漸升高熱致液晶（3）應(yīng)用：

液晶已有廣泛的應(yīng)用。例如，手機、電腦和電視的液晶顯示器；合成高強度液晶纖維已廣泛應(yīng)用于飛機、火箭、坦克、防彈衣等。從溶液中獲得的液晶稱為溶致液晶，即膠束等。氣態(tài)液態(tài)晶態(tài)塑晶態(tài)液晶態(tài)非晶態(tài)等離子體

離子液體

物質(zhì)的聚集狀態(tài)固態(tài)一類具有塑性的固態(tài)晶體物質(zhì)的聚集狀態(tài)只有固、液、氣三種狀態(tài)(

)氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)均是由分子構(gòu)成的(

)等離子體是一種特殊的氣體，含有帶電粒子，呈電中性(

)液晶分為熱致液晶和溶致液晶，膠束是一種溶致液晶(

)液晶具有流動性，液晶和液態(tài)是物質(zhì)的同一種聚集狀態(tài)(

)1、判斷下列問題的對與錯任務(wù)二晶體與非晶體蠟狀的白磷（P4）黃色的硫黃（S8）紫黑色的碘（I2）藍色的硫酸銅（CuSO4·5H2O）實驗室中的固態(tài)藥品赤鐵礦Fe2O3

菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O4黃鐵礦FeS2自然界中絕大多數(shù)礦物也都是固體絕大多數(shù)常見的固體是晶體只有如玻璃、炭黑之類的物質(zhì)屬于非晶體玻璃又稱玻璃體炭黑又稱無定形體任務(wù)二晶體與非晶體讓我們一起先欣賞幾種美麗的晶體任務(wù)二晶體與非晶體如何判斷固體物質(zhì)是晶體還是非晶體？晶體與非晶體有什么本質(zhì)差異呢？

內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體。任務(wù)二晶體與非晶體二、晶體與非晶體1、晶體Cu晶體結(jié)構(gòu)示意圖NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)二晶體與非晶體固體自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體原子在三維空間里呈

排列非晶體原子排列相對_____2、晶體與非晶體的本質(zhì)差異無序周期性有序有(能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)無(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)硫酸銅結(jié)晶醋酸鈉結(jié)晶自范性【思考1】從微觀來看，晶體為什么具有自范性呢？本質(zhì)上，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表象。相反，非晶體中粒子的排列則相對無序，因而無自范性。晶體SiO2和非晶體SiO2投影示意圖【思考2】某同學找到的一張玻璃結(jié)構(gòu)的示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體？為什么？玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖不是晶體，因為微觀結(jié)構(gòu)中的原子排序是無序的。任務(wù)二晶體與非晶體【思考3】晶體除了具有自范性，還具有哪些特點?3、晶體的其他特性力學(強度等)、光學(折射率等)、熱學(導(dǎo)熱性等)、電學(導(dǎo)電性)等性質(zhì)。方解石（CaCO3晶體）（1）各向異性晶體在不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。操作：沿垂直方向在方解石表面和玻璃表面刻劃?，F(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)刻痕的深淺不一樣。原因：說明不同方向上的強度不同，強度有各向異性。任務(wù)二晶體與非晶體3、晶體的其他特性（1）各向異性現(xiàn)象：不同方向觀察紅寶石，發(fā)現(xiàn)寶石的顏色不同。原因：在不同方向，晶體對光線的吸收與反射是不同的，折射率有各向異性。蠟滴玻璃片云母片蠟滴現(xiàn)象：云母片的蠟熔化成橢圓形，玻璃片的蠟熔化成圓形。原因：在不同方向，晶體的傳熱速度不同，導(dǎo)熱性有各向異性。任務(wù)二晶體與非晶體晶體有固定的熔點；非晶體沒有固定的熔點。3、晶體的其他特性（2）熔點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任務(wù)二晶體與非晶體【思考4】根據(jù)晶體物理性質(zhì)的特點，人們很容易識別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉出一些可能有效的方法鑒別假寶石嗎?圖3-7玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖①可觀察寶石的形狀，具有多面體的外形⑤最可靠的科學方法：用X射線衍射實驗鑒別。②測試它的硬度，可在玻璃上刻畫出痕跡，初步確定它是晶體③測試它的熔點，玻璃是非晶體沒有固定的熔點④可用寶石的折光率鑒別4、晶體的鑒別(2)X-射線衍射實驗(1)測熔點【思考5】巖漿中的SiO2侵入地殼的空洞冷卻后形成的水晶球，其外層是非晶態(tài)的瑪瑙，內(nèi)部是呈現(xiàn)晶體外形的水晶。原因是什么？外層冷卻快，內(nèi)層冷卻慢；晶體生長速率適當是保持自范性的條件之一。天然水晶球里的瑪瑙和水晶任務(wù)二晶體與非晶體【思考6】根據(jù)已有知識，舉例說明如何制得晶體?5、晶體的獲得途徑從熔融態(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熔融態(tài)物質(zhì)凝固途徑一氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)途徑二溶質(zhì)從溶液中析出途徑三任務(wù)二晶體與非晶體任務(wù)二晶體與非晶體5、晶體的獲得途徑實驗探究：觀察晶體硫黃粉自然冷卻淡黃色的菱形硫黃晶體熔融態(tài)硫加熱獲取硫黃晶體實驗現(xiàn)象任務(wù)二晶體與非晶體5、晶體的獲得途徑實驗探究：觀察晶體獲取碘晶體實驗現(xiàn)象加熱時，燒杯內(nèi)產(chǎn)生大量

氣體，沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘，停止加熱，燒杯內(nèi)的

，最后消失，表面皿底部出現(xiàn)

晶體顆粒紫色氣體漸漸消褪紫色紫黑色任務(wù)二晶體與非晶體5、晶體的獲得途徑實驗探究：觀察晶體獲取氯化鈉晶體實驗現(xiàn)象在燒杯底部慢慢析出立方體的_________晶體顆粒無色2.要得到較大顆粒的明礬晶體，在結(jié)晶時可采取的操作是()A.配制比室溫高10～20℃的明礬飽和溶液，然后浸入懸掛的明

礬小晶核，室溫下靜置B.在沸水中配制明礬飽和溶液，然后急速冷卻結(jié)晶C.室溫下，在明礬飽和溶液中投入明礬小晶核，靜置D.快速蒸發(fā)明礬飽和溶液至大量晶體析出A從飽和硫酸銅溶液中析出的硫酸銅晶體【思考】膽礬晶體呈現(xiàn)多面體外形，CuSO4粉末看不到多面體外形，呈粉末狀，CuSO4粉末是晶體嗎？藍色的硫酸銅（CuSO4·5H2O）仍是晶體，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征性質(zhì)特征自范性各向異性熔點鑒別方法間接方法科學方法舉例粒子周期性有序排列粒子排列相對無序有無有無固定不固定熔點和各向異性X射線衍射實驗NaCl、I2、SiO2、金屬橡膠、玻璃晶體和非晶體的區(qū)別4、區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學方法是（）A、測定熔、沸點B、觀察外形C、對固體進行X射線衍射測定D、通過比較硬度確定C3．下列有關(guān)晶體和非晶體的說法中正確的是(

)A．具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體B．晶體具有自范性，非晶體沒有自范性C．晶體研碎后即變?yōu)榉蔷wD．將玻璃加工成規(guī)則的固體即變成晶體B5．科學研究表明，物質(zhì)含有許多種聚集狀態(tài)，下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)的描述錯誤的是（

）A．等離子體的外觀為氣態(tài)B．液晶和液態(tài)是物質(zhì)的兩種聚集狀態(tài)C．等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子D．離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)【答案】C【詳解】A．等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)，故A正確，B．液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，所以液晶和液態(tài)是不同的聚集狀態(tài)，故B正確；C．等離子體由電子、陽離子和電中性的微粒構(gòu)成，故C錯誤；D．離子液體是一種只由離子組成的液體，其熔點較低，以液態(tài)穩(wěn)定存在，故D正確；C6、下列敘述不正確的是（）A、