(讲义)第3章 第1节 基础课时10 物质的聚集状态与晶体的常识-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 基础课时10　物质的聚集状态与晶体的常识 1．理解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，培养变化观念与平衡思想的核心素养。 2．了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，培养证据推理与模型认知的核心素养。 3．知道晶体X射线衍射实验是测定物质结构的基本方法和实验手段，培养科学探究与创新意识的核心素养。 一、物质的聚集状态 1. 物质三态间的相互转化 2．物质的聚集状态 物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的物质聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。 3．等离子体 (1)概念：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。 (2)产生途径：高温、紫外线、X射线、γ射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体。 (3)存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等。 (4)性质：具有良好的导电性和流动性。 (5)用途：运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 4．液晶 (1)概念：介于液态和晶态之间的物质状态。 (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)用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，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。 5．离子液体 熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 微点拨：构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 　下列说法正确的是(　　) A．水蒸气转化为液态水的过程中，水分子变小，水的体积减小 B．二氧化碳气体在一定条件下转化为干冰，吸收热量 C．等离子体和离子液体都由阴、阳离子构成，故都能导电 D．固态时的粒子不能自由移动 D　[物质(水)由气态变为液态时，粒子(水分子)大小不变，粒子(水分子)间距离变小，导致体积减小，A项错误。物质在一定条件下由气态不经液态直接变为固态的过程称为凝华，分子间距离减小，放出热量，B项错误。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物质聚集体，不存在阴离子；离子液体是熔点不高的仅由阴、阳离子组成的液体物质，二者均可以导电，C项错误。同种物质的粒子，在气态时能自由移动，在固态时只能在固定的位置上振动，在液态时介于二者之间，D项正确。] 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 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．晶体的特点 (1)自范性： ①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 ②形成条件：晶体生长的速率适当。 ③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。 (2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。 (3)晶体有固定的熔点。 (4)外形和内部质点排列的高度有序性。 3．获得晶体的途径 (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。 　具有规则几何外形的固体，一定是晶体吗？ 提示：不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在人力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体，如玻璃、塑料等相关制品。 　下列物质中，属于晶体的是________(填序号)。 A．橡胶　 B．玻璃　　C．食盐　 D．水晶　　E．塑料　　 F．胆矾　 G．陶瓷 [解析]　固体有晶体和非晶体之分。晶体是内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质，食盐、冰、水晶、大部分矿石等都是晶体；非晶体是内部粒子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质，如玻璃、橡胶等都是非晶体。 [答案]　CDF 三、晶胞 1．概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。 2．结构：常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 (1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．晶胞中粒子数目的计算 (1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。 ①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用； ②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用； ③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。 如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×＋6×＝4。 铜晶胞 (2)几种晶胞中原子数目的确定。 结合图示，钠、锌、碘、金刚石晶胞中平均含有原子的数目分别为2、2、8、8。 钠、锌、碘、金刚石晶胞图