内容正文:
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
学习目标
1.认识包含“固、液、气”在内的更多的物质的聚集状态。
2.能从微观角度理解晶体的结构特征,认识晶体和非晶体的本质差异。
3.能结合晶体的特点判断晶体和非晶体,了解获得晶体的一般途径。
3.1.1 晶体与非晶体
教材内容:P68-72
物质的七种形态
物质的形态:气态、液态、固态、等离子态、超固态、辐射场态…
钻石
固态:
流水
液态:
氧气
气态:
【新课导入】
物质的组成
20世纪前,人们认为物质是由分子构成,物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。
20世纪初,通过X射线衍射等实验手段,发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成。
氯化钠
Na+和Cl-离子
金刚石
碳原子构成
——分子、原子、离子、电子等
等离子体
电子、阳离子和电中性粒子
一、物质的聚集状态
硫单质
S8分子
气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生分解,产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。
(1)概念:
实质上是电离的气体,但也往往被视为固体、液体和气体以外的第四大物质状态;
等离子体中含有带电粒子且能自由运动,使等离子体具有良好的导电性和流动性。
科学•技术•社会
等离子体是一种特殊的气体,存在于我们周围。例如,在日光灯和霓虹灯的灯管里,在蜡烛的火焰里,在极光和雷电里,都能找到等离子体。
(2)特点:
制造等离子体显示器;进行化学合成;核聚变等。
1.等离子体
(3)用途:
(4)存在:
离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
如:高温下的KCl,KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体,也称为低温熔融盐。
(2)室温离子液体熔点低的主要原因:
室温离子液体是离子化合物,其阴阳离子之间的作用力为静电作用,其大小与阴阳离子的所带电荷及离子半径有关,离子半径越大,它们之间的作用力越小,这种离子化合物的熔点就越低。离子液体的阴阳离子体积很大,结构松散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温。
2.离子液体
(1)概念:
一、物质的聚集状态
由电子、阳离子、和电中性粒子组成
由熔点不高的离子组成
某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后,尽管失去固态物质的刚性,却获得了液体的易流动性,并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列,形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态, 这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。
介于液态和晶态之间的物质状态
科学•技术•社会
(1)概念:
(2)特点:
既具有液体的某些物理性质如:流动性、黏度、形变性等,
又具有晶体的某些物理性质如:导热性、光学性质等。表现出类似晶体的各向异性。
3.液晶
(3)分类
热致液晶
(只存在于某一温度范围内的液晶相)如图
溶致液晶
(某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相,即胶束等)
(5)用途
①用于手机、电脑和电视的液晶显示器,由于施加电场可使液晶 的长轴取向发生不同程度的改变,从而显示数字、文字或图像。
②合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、 舰船、防弹衣、防弹头盔等。
(4)实用液晶的结构特点与特性
实用液晶常温下十分稳定,其中热致液晶均为刚性棒状强极性(或极易极化的)分子。
其分子有取向序,长轴取向一致,但无位置序,分子可滑动
正误判断:
(1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( )
(2)等离子体是一种特殊的气体,液晶是液体( )
(3)液晶分为热致液晶和溶致液晶,胶束是一种溶致液晶( )
(4)等离子显示器和液晶显示器原理相同( )
(5)等离子体和液晶都有导电、导热、流动性和光学性质( )
(6)棒状分子液晶内部分子是极性(或极易极化的)分子( )
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对点训练
世界上最大的紫水晶
美丽化学——晶体的结晶过程
阅读课本70页,找出答案
(1)什么是晶体?什么是非晶体?
(2)晶体有什么特点和性质?
(3)晶体与非晶体有什么本质区别?
二、晶体与非晶体
晶体:内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的
具有(自发形成的)规则几何外形的固体。
(晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列)
绝大多数常见的固体是晶体,
例如:干冰、冰、水晶(SiO2)、石墨、金刚石、金属、宝石、氯化钠等
非晶体:内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的
不具有规则几何外形的固体。又称玻璃体。
例如:玻璃、炭黑、石蜡、沥青、橡胶、塑料等
干冰
金刚石
玻璃