3.1 晶体结构与性质2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一节 晶体的结构与性质　 第1课时 物质的聚焦状态 晶体与非晶体 人教版选择性必修2 榆次一中 李金虎 lijinhu (l) - 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。 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能获得特殊的材料。 3．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。 学习目标 1．认识物质的聚集状态会影响物质的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过改变物质的聚集状态能获得特殊的材料。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 素养目标 情境引入 自然界中绝大部分物质都存在固定、液态和气态的三态变化 如水是一种常见的物质，其状态为固态(冰)、液态(水)和气态(水蒸气)，那么，这三种状态之间是如何转化的呢？ 教学过程 一、物质的聚焦状态 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。 1.物质三态间的相互转化 教学过程 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。例如，氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 氯化钠 金刚石 石墨 二氧化硅 气态和液态物质也同样不一定都由分子构成。例如，等离子体、离子液体。 教学过程 2.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：等离子体是一种特殊的气体；等离子体具有良好的导电性和流动性。 (3)存在：日光灯和霓虹灯的灯管里，蜡烛的火焰里，激光和雷电里。 (4)应用：制造等离子体显示器、化学合成、核裂变等。 教学过程 3.离子液体 离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 4.液晶 还有更多的物质聚集状态，如晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等 (1)定义：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态， 这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。 教学过程 (2)形成： 热致液晶 (3)应用：液晶已有广泛的应用。例如，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、防弹衣等。 教学过程 二、晶体与非晶体 走进化学实验室，你能见到许多固体 蜡状的白磷(P4 ) 黄色的硫黄(S8 ) 紫黑色的碘(I2 ) 蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H2O) 高锰酸钾(KMnO4) 白色的碳酸钙(CaCO3) 教学过程 自然界中许多固体 磁铁矿Fe3O4 水晶 橡胶 塑料 教学过程 思考：如何判断固体物质是晶体还是非晶体？晶体与非晶体有什么本质差异呢？ 固体 自范性 微观结构 晶体 有（能自发呈现多面体形） 原子在三维空间里呈周期性的有序排列 非晶体 没有（不能自发呈现多面体形） 原子排列相对无序 1.晶体与非晶体性质比较 教学过程 晶体的自范性的实质: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。相反，非晶体中粒子的排列则相对无序，因而无自范性。 教学过程 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态)。 教学过程 （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。 2.得到晶体一般有三条途径： 教学过程 （1）用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。 实验探究： 教学过程 （2）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，观察实验现象。 实验探究： 教学过程 （3）在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。 实验探究： 教学过程 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明固体粉末仍是晶体，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。 教学过程 晶体的物理