3.1.1 物质的聚集状态 晶体与非晶体 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（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 课时1 物质的聚集状态 晶体与非晶体 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 20世纪前，人们认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，分子在固态时只能振动，在气态时能自由移动，在液态时则介乎二者之间。 气态 液态 固态 课堂学习 物质的聚集状态 物质的聚集状态 微观结构 微观运动 宏观性质 固态 微粒紧密排列 微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 大多有固定的形状 几乎不能被压缩 液态 微粒排列较紧密 微粒间的空隙较小 介于固态和气态之间 没有固定的形状 不易被压缩 气态 微粒间的距离较大 可以自由移动 没有固定的形状 容易被压缩 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。 课堂学习 此外，将物质的聚集状态仅仅分为固态、液态和气态也是比较片面的，还存在着更多的物质聚集状态，如晶态、非晶态，还有介于介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 同时，等离子体和离子液体的存在也证明了气态和液态物质也不一定是由分子构成的。 物质的聚集状态 物质的聚集状态 气态 等离子体 液态 离子液体 固态 晶态 非晶态 课堂学习 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被称为等离子体。 特点：等离子体具有良好的导电性和流动性。 等离子体的应用： 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。 物质的聚集状态 课堂学习 课堂学习 物质的聚集状态 离子液体：熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液，这种电解质溶液就属于离子液体。 离子液体是低温或室温熔融盐，可作为绿色催化剂和溶剂，实际应用时可根据使用条件设计合成出具备特殊功能的离子液体新材料，因此被称为“未来的溶剂”。除此之外，离子液体还可应用于石油产品脱硫、核污染废料处理、润滑材料、太阳能工业、电池材料、人造肌肉等多个领域。 课堂学习 物质的聚集状态 液晶：物质加热到达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶，或者热致液晶。 相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。 特征：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，又具有晶体的导电性、光学性质等，还表现出类似晶体的各向异性。 液晶的应用： 液晶显示器和应用于飞机、坦克、防弹头盔的合成高强度液晶纤维。 塑晶态：一类具有塑性的固态晶体，介乎晶态与非晶态之间。 课堂学习 课堂学习 我们在学习和生活中见过各种各样的固态物质，在刚才的学习中也知道了固态实际上还可以分为晶态和非晶态，它们之间有什么区别呢？ 晶体与非晶体 我们所接触的绝大多数常见的固体都是晶体，只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体，玻璃又被称为玻璃体，炭黑又被称为无定形体。 自范性 微观结构 晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 课堂学习 晶体与非晶体 晶体的自范性：一定条件下，晶体能自发地呈现多面体外形的性质，也是晶体与非晶体的本质差异。 晶体呈现自范性的条件之一——晶体生长速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，若凝固速率过快，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)。 天然水晶球：岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的； 玛瑙：熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形； 水晶：熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形。 硫酸铜结晶 醋酸钠结晶 课堂学习 晶体与非晶体 本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象，而非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。 晶体的特性还有各向异性和有固定熔点。 各向异性指晶体的物理性质与方向有关，如强度、导热性、光学性质等性质，非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的，所以是各向同性。 区分 方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 最可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 课堂学习 课堂学习 晶体与非晶体 如何获得晶体： 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