第2章 第2、3节 固体的微观结构　材料科技与人类文明-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第2、3节　固体的微观结构　材料科技与人类文明 知识点一　晶体的结构与结合类型 [自学教材] 1．晶体的结构 (1)组成晶体的物质微粒有规则地在空间排成阵列，呈现周而复始的有序结构，说明晶体的微观结构具有周期性特点。 (2)晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力，微粒被约束在一定的平衡位置上。 (3)热运动时，这些微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动。 2．晶体的结合类型 比较项目 类型 构成微粒 结合键 举例 离子晶体 正、负离子 离子键 NaCl、AgBr 原子晶体 原子 共价键 SiO2、碳、锗 金属晶体 物质微粒 金属键 铜、银、铝 [重点诠释] 三类晶体结构与性质的比较 晶体类型 离子晶体 金属晶体 原子晶体 构成微粒 正、负离子 物质微粒 原子 粒子间作用 离子键 金属键 共价键 熔、沸点 较高 较高 很高 硬度 较大 较大 很大 导电性 熔化或溶于水时导电 导电 一般不导电 溶解性 多数溶于极性溶剂 不溶 不溶 实例 多数盐、强碱、多数金属氧化物 金属单质 金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅 [典题强化] 1．下列关于晶体的结合类型说法正确的是 A．不同晶体内部，物质微粒之间结合方式都相同 B．由正、负离子通过离子键结合而成的晶体叫做原子晶体 C．相邻原子之间通过共价键结合而成的晶体叫做离子晶体 D．物质微粒通过金属键结合而成的晶体叫做金属晶体 解析　不同晶体内部，物质微粒之间结合方式不相同，选项A错误；由正、负离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体，选项B错误；相邻原子之间通过共价键结合而成的晶体叫做原子晶体，选项C错误；物质微粒通过金属键结合而成的晶体叫做金属晶体，选项D正确。 答案　D 知识点二　固体特征的微观解释 [自学教材] 1．几何外形解释 单晶体内部物质微粒的排列有一定规律，在宏观上具有规则的几何外形；而非晶体内部物质微粒的排列没有一定规律，在宏观上没有规则的几何外形。 2．物理性质解释 在单晶体内部，沿不同方向的等长直线上，微粒个数通常是不相等的，这说明单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是不一样的，故单晶体在物理性质上表现为各向异性；在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计观点来看，沿不同方向的等长直线上，微粒个数大致相等，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，故非晶体在物理性质上表现为各向同性。 3．同一种物质微粒在不同的条件下有可能形成不同的晶体，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。 [重点诠释] 1．对各向异性的微观解释 晶体的各向异性是由晶体内部的结构决定的。用点表示固体内部的物质微粒，排列方式如图2－2－1 所示。单晶体内部，沿不同方向的等长线段(AD、BE、CF)上，微粒个数通常是不相等的，即不同方向上的微粒排列及物质结构不一样。因此物理性质上表现为各向异性。 图2－2－1 2．对同素异形体的解释 有的物质有几种晶体，是因为它们的物质微粒能形成不同的晶体结构。例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同。白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。 [典题强化] 2．下列说法中不正确的是 A．单晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的 B．有的物质能生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 C．凡各向同性的物质一定是非晶体 D．单晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的 解析　单晶体具有确定的几何外形和各向异性都是由于其内部微粒的规则排列决定的，所以选项A、B、D正确；各向同性的物质可能为多晶体，也可能为非晶体，所以C错。 答案　C 知识点三　材料种类、新材料及其应用 [自学教材] 1．材料种类 (1)按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料两类。 (2)按照材料的应用领域，可以把材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。 (3)按照习惯，把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 2．新材料及应用 材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间相互关系的科学。材料、信息、能源被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。 (1)发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为形状记忆合金。主要应用于工程机械、航空航天、医疗卫生等。 (2)微电子材料：半导体。主要应用于通信卫星、电视卫星接收机、移动通信、高清晰度电视以及军用电子装备等。 (3)在力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的是纳米材料。主要应用于医药、电子、生物、航空等方面。 [重点诠释] 1．新材料及其应用 新材