内容正文:
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
[核心素养发展目标] 1.认识物质的聚集状态。 2.能从微观角度理解晶体的结构特征,并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。 3.能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象,形成分析晶胞结构的思维模型,利用思维模型,根据晶胞结构确定粒子个数和化学式。4.了解晶体结构的测定方法。
第1课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体
物质的聚集状态 晶体与非晶体
授课提示:对应学生用书第61页
认真阅读教材,学会快速提取信息,提升化学学科阅读理解能力。
一、物质的聚集状态
1.20世纪前,人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子,物质固、液、气三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。分子在固态只能振动,在气态能自由移动,在液态则介乎二者之间。
2.20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,如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
3.气态和液态物质不一定都是由分子构成。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。
4.其他物质聚集状态,如晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等。
5.等离子体是一种特殊的气体。等离子体具有良好的导电性和流动性,原因是等离子体中含有带电粒子且能自由运动。
6.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既有液体的流动性、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。液晶分为热致液晶和溶致液晶(即胶束等)。
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
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有
原子排列相对无序
2.获得晶体的途径
(1)实验探究
实验内容
实验操作及现象
获取硫
晶体
硫黄粉熔融态硫淡黄色的菱形硫晶体
获取碘
晶体
在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在陶土网上小火加热。加热时,烧杯内产生大量紫色气体,没有出现液态的碘,停止加热,烧杯内的紫色气体渐渐消退,最后消失,表面皿底部出现紫黑色的晶体颗粒
获取氯
化钠晶体
在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液,用胶头滴管滴入浓盐酸。在烧杯底部慢慢析出立方体形的无色晶体颗粒
(2)得到晶体的三条途径
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.晶体与非晶体的测定方法
测定
方法
测熔点
晶体的熔点较固定,非晶体没有固定的熔点
科学
方法
对固体进行X射线衍射实验
思考并判断下列说法是否正确,加深对本任务中概念或原理的认识,消除对本任务内容的错误理解。
1.物质的聚集状态只有固态、液态和气态三种。(×)
2.物质的聚集状态随着外界条件的改变而改变。(√)
3.晶体和非晶体的本质区别是原子在三维空间里是否呈周期性有序排列。(√)
4.所有晶体都具有自范性,晶体呈现自范性与晶体的生长速率无关。(×)
5.凝固、凝华和结晶都是获得晶体的重要途径。(√)
6.用肉眼看不到规则的晶体外形的固体粉末一定不是晶体。(×)
7.同一种物质,不管是晶体还是非晶体,其物理性质和化学性质均无区别。(×)
8.区分晶体和非晶体,最科学的方法是进行X射线衍射实验。(√)
授课提示:对应学生用书第62页
比较晶体与非晶体的性质
问题1 如图是几种常见晶体的图片,请思考有规则的几何外形的固体一定是晶体吗?
提示:有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。如玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观、对称的外观,但玻璃为非晶体。
问题2 在室温下,将一块不规则的CuSO4·5H2O固体放入饱和CuSO4溶液中,经过一段时间后会发生什么变化?
提示:CuSO4·5H2O固体会变成规则的立方体。
问题3 如图所示是a、b两种不同物质的熔化曲线,分析物质a、b是晶体还是非晶体?说明理由。
提示:晶体有固定的熔点,由物质a的熔化曲线可知,中间有一段温度不变但一直在吸收能量,该段所对应的温度就是物质a的熔点,所以物质a是晶体;由物质b的熔化曲线可知,温度一直升高,所以物质b没有固定的熔点,为非晶体。
问题4 云母属于晶体,用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时,熔化了的石蜡呈现椭圆形,分析产生该现象的原因。
提示:云母属于晶体,具有各向异性,在不同的方向导热性不同,导致熔化了的石蜡呈现椭圆形。
1.晶体与非晶体的比较
晶体
非晶体
微