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
[课程标准] 1.知道在一定条件下,物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。 2.知道物质的聚集状态会影响物质的性质,通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。 3.能说出晶体与非晶体的区别,能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。 4.认识简单的晶胞。
知识点一 物质的聚集状态
1.人们对物质组成的认识历程
(1)20世纪前,人们认为:分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子;物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。
(2)20世纪初,人们对物质的组成有了更明确的认识。
①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,如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
②气态和液态物质也同样不一定都由分子构成。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(3)等离子体
①定义: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称为等离子体。
②特点:等离子体中正、负电荷数大致相等,总体来看等离子体呈电中性。
③性质:等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动,使等离子体具有很好的导电性和流动性。
2.人们对物质聚集状态的认识历程
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
(2)液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。
①分类:热致液晶和溶致液晶。
②性质:既具有液体的流动性、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应用:液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广泛应用。
【微自测】 判断正误
1.等离子体和离子液体都具有良好的导电性( )
2.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子( )
3.液晶具有液体的流动性,在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性( )
4.电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,不能体现晶体的各向异性( )
答案:1.√ 2.× 3.√ 4.×
1.等离子体是气态电解质吗?
提示:不是。等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,而气态电解质由阳离子、阴离子或分子组成。
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2.液晶内部沿分子长轴方向呈有序排列。液晶属于晶体吗?
提示:晶体是三维有序,液晶分子取向有序、无位置序、分子可滑动,液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,不属于晶体。
归纳总结
1.液晶既具有液体的可流动性,又具有像晶体那样的各向异性,在折射率、磁化率、电导率等方面具有宏观物体的性质。
2.等离子体中正、负电荷大致相等,总体来看等离子体呈电中性,等离子体具有很好的导电性。
1.水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述中正确的是( )
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水能使X射线产生衍射
C [玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,故玻璃态水不是晶体,不能使X射线产生衍射;因密度与普通水相同,故水由液态变为玻璃态时体积不变。]
2.等离子体的用途十分广泛,运用等离子体来切割金属或者进行外科手术,其利用了等离子体的特点是( )
A.微粒带有电荷 B.高能量
C.基本构成微粒多样化 D.准电中性
B [运用等离子体来切割金属或者进行外科手术,是利用了等离子体具有高能量的特点。]
知识点二 晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体
自范性
微观结构
晶体
有(能自发呈现多面体外形)
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
无(不能自发呈现多面体外形)
原子排列相对无序
2.获得晶体的三条途径
(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)溶质从溶液中析出。
3.晶体的特性
(1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
(3)固定的熔点。
4.晶体与非晶体的区分方法
区分
方法
测熔点
晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
可靠方法
对固体进行X射线衍射实验
【微自测】 判断正误
1.具有各向异性的固体可能是晶体( )
2.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形( )
3.X射线衍射是最