3.1.1晶体结构与性质 课件 2024-2025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 lijinhu (l) - 水晶 硫代硫酸钠 雪花 橡胶 石蜡 金刚石 玻璃 自然界存在各种各样晶体，例如雪花 水晶 金刚石等。究竟什么样的物质才能被称为晶体？晶体与玻璃橡胶等非晶体有什么不同？ 情境引入 学习目标 1.能说出包含"固、液、气"在内的更多的物质聚集状态。 2.能说出晶体和非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径。 重点：晶体与非晶体的差异，晶体的自范性、各向异性，结晶的方法。 难点：结晶的方法 重难点 思考 阅读课本P68-70回答下列问题 1、什么是等离子体、离子液体？物质的聚集状态有哪些？ 2、晶体与非晶体有什么本质差异？ 3、晶体有哪些特征？ 4、得到晶体一般有哪三条途径？ 5、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是什么？ 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 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。 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。 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。 3.离子液体 4.晶态与非晶态 离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 液晶：(1)定义：介于液态和晶态之间的物质状态。 (2)特点：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。 （3）应用：手机、电脑和电视的液晶显示器。合成高强度液晶纤维广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 5. 晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 热致液晶 二、晶体与非晶体 蜡状的白磷(P4 ) 白色的碳酸钙(CaCO3) 黄色的硫黄（S8） 紫黑色的碘（I2） 高锰酸钾 蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H2O) 玻璃杯 陶瓷 塑料 橡胶 固态分为晶态和非晶态，绝大多数常见的固体是晶体，只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体。 玻璃又称玻璃体 炭黑又称无定形体 1. 晶体与非晶体本质差异 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 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？ 晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。 非晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。 (1) 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。 2. 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。 (2) 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)。 例：天然水晶球是熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的。 玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成—— 没有规则外形 水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成—— 有规则外形 （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。 3.得到晶体一般有三条途径： （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3-1： （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。 （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： 注：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。 黄色的硫黄（S8） 晶体在不同方向上表现出不同的物理性质，包括晶体的强度、光学性质、导电性、导热性等物理性质。 4.晶体的性质特征 ①晶体的各向异性 不同方向观察红宝石 宝石的颜色不同。在不同方向，晶体对光线的吸收与反射是不同的，折射率有各向异性。 石墨平行层方向上电导率高；垂直于层的方向上电导率低。在不同方向，石墨的导电能力不同，导电率有各向异性。 ①晶体的各向异性 玻璃片的蜡熔成圆形，水晶的蜡熔成椭圆形。水晶上的长轴方向与短轴方向传热速度不同热导率有各向异性。 ②晶体有固定熔点而非晶体则无 5.鉴别晶体与非晶体的方法 ②测定熔点是否固定 ④观察外观 ③根据晶体物理性质的各向异性 ①最科学可靠的方法：X－射线衍射法，晶体能使X－射线发生衍射，非晶体只能散射. :晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性 X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 6.晶体与非晶体的认识误区 ①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。 如晶体SiO2（水晶）和非晶体SiO2（石英玻璃） ②有规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。 如玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 ③具有固定组成的物质不一定是晶体。 如某些无定形体（炭黑)也有固定组成。 ④晶体不一定都有规则的几何外形。 如玛瑙。 ⑤晶体的固体粉末同样是晶体。 晶粒太小无法用肉眼观察。 碳酸钙晶体粉末 电子显微镜下的碳酸钙晶体 小结 晶体 非晶体 微观结构特征 原子在三维空间里呈周期性的有序排列 原子排列相对无序 性质特征 自范性 有（能自发呈现多面体形） 没有（不能自发呈现多面体形） 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 二者区别方法 间接方法 测定其是否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 典例1． 课堂练习 下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是( ) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现多面体外形的性质 B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D．晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B　 课堂练习 (1)晶体一定都有规则的几何外形。 (2)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。 (3)粉末状的固体也有可能是晶体。 (4)有规则几何外形的固体一定是晶体。 (5)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。 (6)晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性。 (7)晶体一定比非晶体的熔点高。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) × × × × × √ 　　 √ 　　 课后小任务 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 $$