3.1.1晶体与非晶体初探 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

《晶体与非晶体初探》 2022级高二·选择性必修2·第三章·第1节 杭州市余杭第二高级中学（杭州市临平第二高级中学） Hangzhou Yuhang NO.2 High School 叶卫敏 打火器内部组成 任务一、拆解打火机、分析用材 塑料 金属 任务1：请大家将手上的打火机进行拆解，说一说各零件所用材料。 非晶体 已知：压电陶瓷成分SiO2 物质的聚集状态有气态、液态、固态、等离子体...... 问题1：晶体与非晶体有什么差异呢？ （压电）陶瓷 晶体 问题2：外观上，晶体与非晶体有哪些差异？ 水晶 硫酸铜晶体 方解石 云母石 玻璃 任务二、寻找晶体与非晶体的差异 石蜡 晶体 非晶体 演示实验1：操作1、用锤子敲碎方解石和玻璃片，观察并记录实验现象 操作2、显微镜观察方解石和玻璃片粉末，展示并记录实验现象 问题3：假设方解石/玻璃片经过无限次敲击， 所得粉末小颗粒的外形有区别吗？ 问题4：有什么办法验证你的推测呢？ 任务二、寻找晶体与非晶体的差异 现象：方解石粉末，有规则外形 玻璃片粉末，没有规则外形 问题5：如果粉末很小，显微镜无法观察 到，有什么办法呢？ 玻璃微观图 方解石敲碎后 玻璃片敲碎后 现象：得到的碎片具有规则外形 现象：得到的碎片没有规则外形 方解石微观图 晶态SiO2 晶态SiO2 非晶态SiO2 任务二、寻找晶体与非晶体的差异 问题6：如果将热、光等作用于晶体某一处，向晶体的各方向传递速度一样吗？ 沿不同的方向上的微粒种类、微粒数目、微粒间距等都不同 X射线衍射实验： 晶体的具体结构 计算 衍射图 X射线衍射仪 晶态SiO2和非晶态SiO2的投影示意图 非晶态SiO2 同一条件下，晶体图谱有分立的斑点或明锐的衍射峰；非晶体图谱却看不到分立的斑点或明锐的衍射峰。 热、光、力...... 热、光沿不同的方向传递的速度不同 任务二、寻找晶体与非晶体的差异 演示实验2：在水晶（晶体）和玻璃片（非晶体）上平铺一层石蜡，用热的铁针刺中石蜡，观察并记录现象。 水晶表面平铺一层石蜡 普通玻璃表面平铺一层石蜡 水晶表面平铺一层石蜡 石蜡在不同方向熔化快慢不同 玻璃表面平铺一层石蜡 石蜡在不同方向熔化快慢相同 现象： 学生实验1：先在白纸上划一条横线，透过方解石（晶体）或玻璃片（非晶体）观察这条横线，记录现象。 双直线 单直线 方解石： 玻璃片： 各向同性 各向异性：晶体的某些物理性质（光学性质、导热性、机械强度等）随着方向的改变而有所变化。 任务二、寻找晶体与非晶体的差异 1、熔点差异：晶体有固定熔点、 非晶体没有 2、其他性能...... 问题7：压电陶瓷的微观结构如何？ 如何放电？ 规则的空间结构（正六边形）； 挤压时，正电中心与负电中心分离 小结 各向异性： 导热性、光的传播、机械强度...... 性能 微粒的有序聚集 （微观结构排列有序） 原因？ 体现 微观理解 人工耳蜗 压电晶体(SiO2) 任务三、了解不同的功能晶体 传感器 雷达 量子通信核心材料 固体 晶体 非晶体 物质分类理解 人类对功能晶体需求的数量越来越大，对性能要求也越来越高，自然界中出产的各种天然晶体已经远远不能满足人类的需求。 天然晶体不可避免有较多的各种缺陷，其纯净度远不能达到人类的需求 问题8：晶体合成的常见方法有哪些呢？ 热电晶体 电光晶体 问题10：要获得颗粒较大的晶体，需要注意什么？ 任务四、获取晶体的方法 任务2：阅读书本P71，归纳晶体制备方法 方法3：溶液中结晶（NaCl晶体） 方法2：气态物质凝华（碘晶体） 方法1：熔融态物质凝固（硫晶体） 问题12：假设固体以极快的速度析出，获得的是晶态还是非晶态？ 晶体 非晶体 固体 聚集状态 转化 问题11：火山中熔融的SiO2，冷却后分别得到水晶和玛瑙，请解释？ 制备非晶体方法：液相急冷法 https://www.antpedia.com/news/21/n-2928221.html 问题9：NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)，∆>0 如何制备NaCl晶体？ 换成石蜡呢？ 晶体的自范性：晶体能自发地呈现多面体外形 石英晶体 石英玻璃 熔融 迅速冷却 任务四、获取晶体的方法 原料配备 粉料研磨 高压成型 高温煅烧 冷却取出 压电陶瓷制备工艺： 《压 电 与 声 光》第36卷第5期775-778 制备工序： 简化 制备工序： 制作模型 高温熔融 冷却结晶 制备原理： 问题13：如何人工制备压电陶瓷（SiO2）呢？ 熔融态 晶体 凝固 问题14：该制备工序属于晶体制备的方法几呢？ 总结 晶体与非晶体 外观 结构 性质 自范性 各向异/同性 晶体获取方式 可塑性好 导热性弱...... 差异、鉴别 用途：功能晶体 按需取材！ 按需制材！ 稳定、不易爆 易挥发、安静燃烧 易得 学业评价 1、经过本节课的学习，你有哪些方法可以鉴别水晶与玻璃？ 2、金属玻璃是一种非晶态的金属，与普通玻璃和金属相比较，性能上，可能有哪些优势？ 比一般玻璃：强度高、硬度大、不易碎 比一般 金属：弹性好、硬度和韧性高、抗腐蚀性好、导磁性强、电阻率高等 感谢 (Thank you)！ 杭州市余杭第二高级中学 Hangzhou Yuhang NO.2 High School Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$