3.1物质的聚集状态与晶体的常识-2023-2024学年高二化学同步精品讲义（人教版2019选择性必修2）

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．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。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能获得特殊的材料。 2．能说出晶体与非晶体的区别，了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。掌握晶体与晶胞的关系、会通过晶胞确定晶体的化学式。 课前预习 一、物质的聚集状态 1.物质的聚集状态的存在形式 （1）通常物质有三态：固态、液态和气态。 （2）现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如等电子体、离子液体、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。 （3）物质三态的相互转化 （4）关系： 2.气态： ①普通气体 ②等离子体： A.定义：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。 B.产生途径：高温、紫外线、x射线、y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 C.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 D.性质：具有良好的导电性和流动性 E.应用：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。 3.液态： ①普通液体 ②离子液体： A.定义：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。 B.组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等（如图所示），阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4.介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 ①塑晶：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性（即物体发生永久形变的性质）的一种物质聚集状态。 ②液晶： A.定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。 B.分类：分为热致液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相）。 C.性质:具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、各向异性等）。 D.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用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 4.固态： ①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质，绝大多数常见的固体都是晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。 ②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的比较 比较 类别 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 2．晶体 (1)概念：是由内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性重复排列而构成的具有规则几何外形的固体 (2)晶体的分类 根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体、金属晶体。 (3)晶体的特性 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有序排列。 2)各向异性： ①概念：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异，称为晶体的各向异性，包括晶体的强度、光学性质、导电性、导热性等物理性质。 ②用途：晶体的某些物理性质的各向异性同样反映了晶体内部质点排列的有序性。而且通过这些性质可以了解晶体的内部排列与结构的一些信息。而非晶体则不具有物理性质各向异性的特点。 3)有固定的熔点：晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。 4)对称性：晶体具有特定的对称性。 (4)获得晶体的途径 1)熔融态物质凝固，如从熔融态结晶出来的硫晶体。 2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)，如凝华得到的碘晶体。 3)溶质从溶液中析出，如从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。 3.非晶体及其性质 (1)概念：组成物质的微粒(分子、原子、离子)在空间无规则、无周期性排列的固体。 (2)性质：因为非晶体内部微粒的排列是相对无序的。所以非晶体没有自范性，不能自发呈现多面体外形；物理性质在各个方向上是相同的，有“各向同性”；没有固定的熔点。玻璃体是典型的非晶体，所以非晶态又称为玻璃态。 (3)晶体与非晶体之间在