内容正文:
THE AGGREGATION STATE OF MATTER
第一节第1课时
第三章 晶体结构与性质
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学习目标
LEARNING OBJECTIVES
能说出包含“气、液、固”在内的更多的物质聚集状态。
能说出晶体和非晶体的区别,了解获得晶体的一般方法。
知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法。
【思考交流】
问题1:根据所学知识回答,物质的常见存在状态有哪些?
【复习回顾】
固态
液态
气态
【思考】
除了这三种常见的状态外,物质还有其他的聚集状态吗?
物质的聚集状态
【任务1】了解除了气、液、固之外的物质聚集状态
等离子体
由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质。
等离子体实质上是电离的气体,但也往往被视为固体、液体和气体以外的第四大物质状态;等离子体中含有带电粒子且能自由运动,使等离子体具有良好的导电性和流动性。
物质的聚集状态
【资料卡片】等离子体
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。
等离子体中含有带电粒子且能自由运动,使等离子体具有良好的导电性和流动性,因此等离子体用途十分广泛。例如,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;核聚变也是在等离子态下发生的;等等。
等离子体是一种特殊的气体,存在于我们周围。例如,在日光灯和霓虹灯的灯管里,在蜡烛的火焰里,在极光和雷电里,都能找到等离子体。
物质的聚集状态
“等离子体”是什么?固液气之外的物质第四态,它有什么用?
【任务1】了解除了气、液、固之外的物质聚集状态
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。
如:高温下的KCl,KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。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。
物质的聚集状态
【任务1】了解除了气、液、固之外的物质聚集状态
液晶
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,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。
固态
液晶
液体
T1(熔点)
T2(澄清点)
液晶的温度范围
温度逐渐升高
物质的聚集状态
【资料卡片】液晶
【阶段小结1】物质的聚集状态
晶态
非晶态
气态
液态
固态
物质的聚集状态
等离子态
离子液体
液晶
……
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
蜡状的白磷
硫(S8)晶体
碘(I2)晶体
硫酸铜(CuSO4•H2O)晶体
碳酸钙粉末
物质的聚集状态
晶体具有固定的熔点。非晶体没有固定的熔点。
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
固体分为晶体和非晶体,绝大多数固体都是晶体,只有少数属于非晶体,如:玻璃、炭黑、松香、明胶等。
【思考交流】
问题2:如何判断固体物质是晶体还是非晶体?
非晶体
晶体
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
【思考交流】
问题3:观看以下《晶体生长》视频,你能获得哪些关于晶体的信息?
晶体自发地呈现多面体外形的性质,称为晶体的自范性。
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
晶体的自范性
晶体自发地呈现多面体外形的性质,称为晶体的自范性。
硫酸铜(CuSO4•5H2O)晶体
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
晶体的自范性
玛瑙
外层的玛瑙
内层的水晶
水晶
玛瑙是熔融态的SiO2快速冷却形成的;而水晶是熔融态的SiO2缓慢冷却形成的
晶体体现自范性的条件:晶体生长的速率适当,如果凝固速率过快,常得到粉末或没有规则几何外形的块状物。
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
晶体的各向异性
晶体在不同方向上表现出不同的物理性质,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。
水晶和玻璃在不同方向上的导热性不同。
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
晶体的各向异性
石墨在与层平行的方向导电率
约为在与层垂直方向上导电率的1万倍
石墨晶体的物理性质在水平方向和垂直方向上有较大的差异。
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
【思考交流】
问题4:试思考并讨论:晶体与非晶体性质差异的本质原因。
微观结构
晶体
非晶体
原子在三维空间呈周期性有序排列
原子排列相对无序
物质的聚集状态
【阶段小结2】晶体和非晶体的差异
固体 熔点 自范性 各向异性 微观结构
晶体 有固定熔点 有 有,表现在强度、导热性、光学性质等方面 原子在三维空间呈周期性有序排列
非晶体 无固定熔点 无 无 原子排列相对无序
物质的聚集状态
【任务2】认识晶体和非晶体的区别
【思考交流】
问题5:常见的晶体大