内容正文:
第五节 晶体
第二章 固体、液体和气体
水滴在玻璃上
水银滴在玻璃上
1.晶体与非晶体
【问题1】两种不同类型的固体的熔化图像,它们最大的区别是什么?
晶体:有固定熔点
非晶体:无固定熔点
固体
1.晶体与非晶体
晶体有天然规则的几何形状,而非晶体没有天然规则的几何形状
常见的晶体有:石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等
常见的非晶体有:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等.
食盐晶体:立方体
雪花晶体:六角形
水晶晶体:中间是一个六棱柱,两端呈六棱锥
松香
玻璃
蜂蜡
沥青
1.晶体与非晶体
单晶体:单个的晶体颗粒
多晶体:许多单晶体(晶粒)杂乱无章地组合而成
放大观看
蔗糖受潮结成糖块
由一个个晶粒组成
常见的金属就是多晶体
晶体
单晶体:形状规则
多晶体:形状不规则
自然铜
2.晶体的微观结构
【问题2】单晶体为什么具有天然规则的几何形状和固定熔点?
固定的形状
单晶体:内部分子(原子和离子)规则排列
非晶体熔化时,先变软,然后变成粘滞性很大的液体,温度不断升高.
晶体熔化时吸收热量全部用来破坏规则排列,故温度不变(确定熔点)
晶体
非晶体
1.晶体与非晶体
各向异性:沿各个方向物理性质都不同
各向同性:沿各个方向物理性质都相同
由于多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体在一般情况下是各向同性的.
物理性质:如导热性、导电性、
光的折射...
石蜡
玻璃片:导热性相同
非晶体:各向同性
烧热的钢针
石蜡
云母片:导热性不相同
单晶体:各向异性
2.晶体的微观结构
【问题3】单晶体为什么具有物理性质的各向异性?
单晶体内部粒子排列示意图
沿不同方向的等长直线上粒子数目不同
单晶体具有各向异性
多晶体具有各向同性
多晶体由许多单晶体杂乱无章地组合而成
2.晶体的微观结构
【问题4】同种物质在不同条件下能够生成不同的晶体?
作用力强
硬度极高
金刚石
石墨
富勒烯
作用力弱
质地松软
石墨烯
同种物质的粒子
不同规则在空间分布
不同种类的晶体
2.晶体的微观结构
【问题5】同种物质能以晶体或非晶体两种不同形态出现?
同种物质
晶体
天然水晶
非晶体
石英玻璃
熔化、凝固
2.晶体的微观结构
(有固定熔点)
固体
晶体
非晶体
(无固定熔点)
单晶体:
杂乱无章地组成
多晶体:
无规则形状
各向同性
无规则形状
各向同性
有规则形状
各向异性
粒子规则排列
沿不同方向的等长直线
上粒子数目不同
不同规则在空间分布
形成不同种类的晶体
相互
转化
2.晶体的微观结构
【例1—课本P44】观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构,判断下列几种说法的正误,并说明原因.
(1)它们的物理性质有很大的差异.
(2)金刚石是单晶体,富勒烯是多晶体.
(3)它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同.
(4)由于它们内部微粒排列规则不同,所以金刚石是晶体,石墨是非晶体
2.晶体的微观结构
【例2—课本P44】关于晶体与非晶体,下列说法正确的是
A.晶体能溶于水,而非晶体不能溶于水
B.晶体内部的物质微粒是有规则地排列,而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
C.晶体内部物质微粒是静止的,而非晶体内部物质微粒在不停地运动着
D.在物质内部的各个平面上,微粒数相等的是晶体,不相等的是非晶体
E.大塑料粉碎成形状相同的颗粒,每个颗粒即为一个单晶体
F.晶体具有天然的规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的
H.玻璃、石墨和金刚石都是晶体,木炭是非晶体
3.液晶
液晶:像液体一样具有流动性,另一方面又像晶体,分子在特定的方向排列比较整齐,具有各向异性。
液晶的应用
光学性质随温度、压强、电压等因素变化而变化
液晶态是介于固态和液态之间的中间态
3.液晶
液晶的应用——液晶显示屏
1.没有加电压时,液晶透明,能使下面反射来的光线通过而不显示画面;
2.当加电压时,液晶变浑浊,光线不能通过,显示出画面.
3.液晶
液晶的应用——彩色显示器
在某些液晶中掺入少量多色性染料,染料分子会与液晶分子结合而定向排列,当液晶中的电场强度不同时,它对不同颜色的光的吸收强度不同,从而显示出颜色.
3.液晶
【例3】下列关于液晶说法是否正确?并说明原因。
1.液晶就是液态的晶体,其光学性质与多晶体相似,具有各向异性。
2.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性。
3.笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色
$$