3.1.1 物质的聚集状态 晶体与非晶体 教学设计--2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

优秀教案系列 第3章　 晶体结构与性质 教材分析 1.地位与功能 本章比较全面而系统地介绍了晶体结构和性质,作为本书的结尾章,与前两章一起构成“原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质”三位一体的“物质结构与性质”模块的基本内容。本章首先从人们熟悉的固体出发,把固体分为晶体和非晶体两大类,引出了晶体的特征和晶胞的概念,然后分别介绍了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体的结构特征与性质差异。 通过本章的学习,结合前两章已学过的有关物质结构知识,学生能够比较全面地认识物质的结构及结构对物质性质的影响,提高分析问题和解决问题的能力。 2.内容的选择与呈现 本章根据构成晶体的粒子及粒子间的作用力或化学键类型的不同,可把晶体简单地分为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。不管哪种类型的晶体,它们都具有一些共性,我们把这些共性的内容作为本章的第一节“物质的聚集状态与晶体的常识”。在第一节里,首先呈现物质的聚集状态,介绍了等离子体和液晶,然后让学生知道固体有晶体和非晶体之分,陈述了晶体和非晶体间的本质差异,并通过图片和实验进一步了解晶体外形。晶胞是描述晶体结构的基本单元,是研究晶体结构的最基本概念,教材利用图片、比喻等方式介绍了晶体与晶胞的关系,并通过例子介绍了如何计算晶胞中所含的原子数,最后介绍了晶体结构的测定。本章第二节和第三节介绍了四类典型晶体,第二节“分子晶体与共价晶体”分别介绍了分子晶体与共价晶体的结构特征及晶体特性,在陈述分子晶体的结构特征时,以干冰为例,介绍了如果分子晶体中分子间作用力只是范德华力时,分子晶体具有分子密堆积特征;同时,教材以冰为例,介绍了冰晶体里由于存在氢键而使冰晶体的结构具有其特殊性;最后以金刚石和二氧化硅为例介绍了共价晶体。在第三节中,先是“金属晶体”从“电子气理论”介绍了金属键及金属晶体的特性;在“离子晶体”中,由于学生已学过离子键的概念,教材直接给出了NaCl和CsCl两种典型离子晶体的晶胞,然后通过“思考与讨论”探讨离子晶体的熔点,介绍了离子液体;最后介绍了过渡晶体与混合型晶体。第四节首先以过渡元素铜、铁、银为例介绍了配合物,然后让学生了解超分子。 学情分析 1.认知基础 高二学生出现两极分化。对优生来说,学习自觉,对于老师教授的内容可以当堂理解。中等水平学生,学习目的模糊,学习动机不强,处于被动状态,需要老师带动学习,往往不能在第一时间学会,需反复强调。学习困难生则对知识难以把握,难以理解,需要老师格外关注,为其制定相应的策略。 2.知识基础 学生已在初中物理学习过晶体与非晶体有关熔点的性质,学习过气、液、固三态的转化。高一学习过化学必修第一册的“物质结构　元素周期律”一章。在高二刚刚学完选择性必修2的“原子结构与性质”和“分子结构与性质”前两章,这都为该章的学习打下了基础。 重点难点 1.了解分子晶体和共价晶体的特征,能以典型的物质为例描述分子晶体和共价晶体的结构与性质的关系。 2.知道金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 3.能说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质;了解离子晶体的特征。 4.知道分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体的构成粒子和粒子间作用力的区别。 5.能说明简单配合物的成键情况。 6.在晶体结构的基础上进一步知道物质是由粒子构成的,并了解研究晶体结构的基本方法;敢于质疑,勤于思索,形成独立思考的能力,养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。 课时安排 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 2课时 第二节 分子晶体与共价晶体 2课时 第三节　金属晶体与离子晶体 2课时 第四节 配合物与超分子 2课时 章末复习 1课时 实验活动　简单配合物的形成 1课时 　　 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时　物质的聚集状态　晶体与非晶体 教学分析 · 教学目标 课标要求 素养要求 1.了解晶体中粒子的空间排布存在周期性,能说出晶体与非晶体的区别。 2.知道在一定条件下,物质的聚集状态随构成物质的粒子种类、粒子间相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。 3.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可能获得特殊的材料。 1.宏观辨识和微观探析:能从宏观和微观相结合的视角了解晶体与非晶体。 2.科学探究与创新意识:通过了解人类建立晶体知识的历史及模型思想以及化学技术在研究晶体中的作用,激发学生的学习兴趣,培养他们科学探究的精神。 · 评价目标 1.认识到物质的性质不仅与内部粒子、粒子间的相互作用有关,还与物质的聚集状态有关。 2.知道晶体和非晶体的本质区别在于其内部粒子在三维空间是否按一定规律呈周期性有序排列。 3.认识晶体具有规则的几何外形、自范性、各向异性等重要特征。 · 教学重难点 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:晶体与非晶体的差异。 · 教学方法 讲授法,观察、比较、归纳法,讨论教学法。 · 课时安排 1课时。 · 教学准备 课前:印发导学案、布置预习任务、多媒体课件准备。 实验试剂:白磷、硫黄、碘晶体、高锰酸钾晶体、硫酸铜晶体、碳酸钙。 实验仪器:研钵、蒸发皿、三脚架、酒精灯、烧杯、表面皿、陶土网。 教学设计 教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 　　【资料阅读】自然界中绝大多数物质是固体。随着化学的发展,人工合成的固体越来越多,广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。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,在液态则介乎两者之间。但是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。 　　学生阅读资料并思考。 　　利用资料引发学生对于新课的兴趣。 讲授 新课 【问题】请同学们说出几种不含分子的聚集态物质。 【启发】同学们刚刚说的全部都是固态物质,但是其实气态和液态物质也同样不一定由分子构成。请同学们浏览教材P68第三自然段,以及“科学·技术·社会”中的内容。 【总结】刚刚看完教材,我们知道了其他的物质聚集状态如等离子体、离子液体、液晶等,那么同学们可以列举一下我们生活中常见的等离子体有哪些吗? 【补充】其实在美丽的极光和雷电中也可以找到等离子体,因为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与流动性,用途十分广泛,那么它们有什么用途呢? 【思考】我们知道物质的气、液、固三态是可以相互转化的,那么同学们能说出固体、液体、气体相互转化的方式吗?用图来表示一下。我们请一位同学上来画一下。 物质三态间的相互转化 　　学生思考回答,如:氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 学生回答,如:在日光灯和霓虹灯的灯管中,在蜡烛的火焰里,都能找到等离子体。 回答:制造等离子体显示器,进行化学合成,核聚变等。 学生讨论并画图。 让学生先思考有哪些物质不含分子,再指出他们思维中缺少的部分,使学生可以更好地认知新知识与旧知识的关系。 提高学生获取知识的能力。 让学生自己总结气、液、固转化知识。 　　【引入】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)。 【活动】(1)观察PPT中的各种矿石的彩色图片;(2)展示实验室常见的晶体实物;(3)列举自然界常见的晶体矿物。 【问题】晶体外观有何特点?你是如何确定图中的固体是晶体的?评价学生的方法,总结其共性。 【活动】小组讨论对晶体的直观感受,并交流结果。补充学生不足之处。引导学生自己总结出晶体的概念与性质、晶体与非晶体的本质区别。 【思考】非晶体有什么特点?并播放幻灯片从直观上引发学生质疑。 【总结】晶体与非晶体的本质区别。 看完PPT和实物后,小组讨论并回答:有规则的几何外形。 充分利用实物展示,激发学生对于晶体的好奇心,让其主动思考,引出下一步讲解的内容。 续　表 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 讲授 新课 　　 【回顾】缺角硫酸铜晶体实验。并思考实验现象说明了什么?为何会出现这种实验现象。 【总结】在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质,我们称为自范性。而非晶体不能自发呈现多面体外形,没有自范性。 【思考】结合前面刚刚学过的晶体与非晶体的本质区别,解释自范性产生的原因。 【解释】晶体的原子在三维空间里呈现周期性有序排列,而非晶体原子排列相对无序。 【提示】晶体的自范性是自发过程,即自动发生的过程。不过自发过程的实现,仍需要一定条件。请列举几种自发过程需要条件的例子。 【提示】晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。 【讲述】晶体的特点并不仅限于外形和内部质点排列的高度有序性,它们的许多物理性质,如强度、导热性、光学性质等,常常会表现出各向异性。例如,方铅矿晶体沿不同方向电阻率不同,使得其导电性不同,云母沿不同方向导热性不同,方解石对光的折射也与方向有关。 【实验】在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡。请同学们观察现象。 【解释】这是由于石蜡导热性的各向异性造成的。 【补充】晶体的形状是有规则的几何外形,具有对称性。晶体具有固定熔点。 【回顾】对刚刚讲述的晶体的四种性质进行总结。 【归纳】晶体的变化规律,对照前面学习过的元素周期律,让学生主动思考这些规律产生的本质原因,并自己总结记忆方法,最后教师点评。 【提示】按照元素周期律中金属与非金属的规律来记忆。 【活动】思考同种元素是否只有一种单质?引出晶体变化规律的几个注意事项以及易错点。 【活动】小组讨论两个辨析并提问结果,同时补充几个反例增强记忆。 1.晶体⇆具有规则的几何外形。 2.晶体⇆具有固定组成。 【实验】 实验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2:在一个小烧杯中加入少量碘,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3:在蒸发皿中加入50 mL饱和硫酸铜溶液,小火加热,搅拌浓缩,缓慢冷却,观察实验现象。 【思考】当溶液发生过饱和现象时,我们可以怎么办? 【思考】回忆刚刚学过的物质有几种聚集状态,进而思考晶体形成的三条途径。 (1)熔融态物质凝固——由液态到固态; (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)——由气态到固态; (3)溶质从溶液中析出——由溶液到固态。 【资料】让学生阅读教材P71“资料卡片”,了解三种制备晶体的途径的实际生产应用。 【活动】刚刚同学们学习了晶体的性质,现在我们思考一下哪些性质可以用来鉴别晶体。请同学们观察一下教材P73图3-7玻璃的结构示意图,这也是一种鉴别晶体的方法,即通过给出的物质图片来说明。 【提问】鉴别晶体最科学的方法是什么? 【归纳总结】晶体有哪些特点? 观察现象,思考回答:晶体有自范性。 学生思考并说出自己的见解。 水能自发地从高处流向低处,但不打开拦截水流的闸门,水库里的水就不能下泄。 石蜡在不同方向上熔化的快慢不同。 讨论并回答:规则的几何外形、自范性、各向异性、固定的熔点。 思考回答:可以形成几种单质。 学生动手操作。 思考回答:1.用玻璃棒摩擦容器内壁; 2.加入晶体等凝结核。 思考回答:利用是否有固定熔点。 回答:对固体进行X射线衍射实验。 (1)有规则的几何外形; (2)有固定的熔点; (3)有各向异性; (4)有自范性。 通过实验现象引发学生的进一步思考。 补充性质,引出各向异性。 与初中知识衔接。 对于有规律的知识主动引导学生思考如何记忆,拓展学习的思路。 引出同一元素可能有多种晶体类型。 通过实验直观的感受晶体形成的方式。 让学生回顾刚刚学过的知识,学以致用。 合理推理,学以致用。 感受理论指导实践的具体应用。 对刚学过的知识加以利用。 课堂小结 【讲述】本节课学习了物质的三种聚集状态和转化关系、晶体的性质和概念、晶体与非晶体的区别、得到晶体的途径以及如何鉴别晶体,对于晶体的变化规律只要求了解,不做进一步的要求。 自主整理。 　　归纳总结,回忆整节课。 评价反馈 1.通过下列途径不能得到晶体的是(　　) A.熔融态物质快速冷却 B.熔融态物质凝固 C.气态物质凝华 D.溶质从溶液中析出 2.下列有关等离子体的叙述,不正确的是(　　) A.等离子体是物质的另一种聚集状态 B.等离子体是很好的导体 C.水可能形成等离子体状态 D.等离子体中的粒子不带电荷 3.关于液晶,下列说法正确的是(　　) A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性 C.液晶的性质与温度变化无关 D.液晶的光学性质随外加电场的变化而变化 　1.A　晶体表现自范性需要一定条件,即晶体生长的速率适当,不能快速冷却。 2.D　等离子体是由阳离子、电子以及电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体,故A项正确;等离子体具有良好的导电性,是很好的导体,故B项正确;通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体,故C项正确;等离子体中的粒子带有电荷,而且能自由移动,所以等离子体具有良好的导电性,故D项错误。 3.D　液晶在一定温度范围内存在,既具有液体的可流动性,又表现出类似晶体的各向异性,但它不是晶体,A项错误;虽然液晶分子沿特定方向的排列比较有序,但分子的空间排列是不稳定的,B项错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,如温度、外加电场等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,C项错误;液晶的光学性质随外加电场的变化而变化,D项正确。 教学反思 本节课首先通过观察图片得出晶体的直观感受,再利用已有的知识和生活常识,通过晶体形成的三个实验加深记忆的同时也使学生感受到化学与生活的联系,全面提高学生的化学学科核心素养。 布置作业巩固练习教学反思 1.整理本节课知识点到笔记本。 2.预习晶胞的有关知识。 3.完成学案中的【核心素养专练】。 板书设计 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 第1课时　物质的聚集状态　晶体与非晶体 一、物质的聚集状态 二、晶体与非晶体 1.直观 2.本质区别 3.定义 4.性质 5.晶体类型的变化规律 6.晶体形成的三种途径 7.晶体的鉴别 巩固练习 1.水的状态除了气态、液态和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的,玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A.水由液态变为玻璃态,体积缩小 B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀 C.玻璃态是水的一种特殊状态 D.玻璃态水是一种晶体 答案:C 2.下列关于晶体的叙述中,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规则的多面体外形的性质 B.固体粉末一定不具有晶体的性质 C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 答案:B 3.下列说法不正确的是(　　) A.NCl3中N—Cl的键长比CCl4中C—Cl的键长短 B.的空间结构是V形 C.Fe成为阳离子时首先失去能量最高的3d轨道电子 D.区分晶体、非晶体的最可靠方法是对固体进行X射线衍射实验 答案:C 解析:C原子的原子半径大于N原子的原子半径,则NCl3中N—Cl的键长比CCl4中C—Cl的键长短,故A项正确;与Cl具有相同的原子个数和价电子数,互为等电子体,等电子体具有相同的空间结构,Cl氯原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,Cl的空间结构是V形,则的空间结构也是V形,故B项正确;铁原子形成阳离子时首先失去最外层4s轨道上的电子,故C项错误;对固体进行X射线衍射实验可以准确地区分固体是晶体还是非晶体,故D项正确。 4.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是(　　) A.在电场存在的情况下,液晶分子沿着电场方向有序排列 B.非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章 C.物质的聚集状态除了晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态等 D.等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体 答案:D 解析:液晶分子间的相互作用容易受温度、压力、电场的影响,在电场存在的情况下,液晶分子沿着电场方向有序排列,A项正确;内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质称为非晶体,B项正确;物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态,C项正确;等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成,正、负电荷大致相等,整体上呈电中性,D项错误。 5.非晶硅光电薄膜的发电成本仅为多晶硅的三分之一,将成为今后太阳能电池的市场主流。就晶体硅与非晶体硅探究如下问题。 (1)如图a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅。 a:　　　　　;b:　　　　　。  (2)有关晶体常识的相关说法正确的是　　(填字母)。  A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是进行X射线衍射实验 (3)关于晶体的自范性,下列叙述正确的是　　(填字母)。  A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块 C.圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性 D.由玻璃制成规则的玻璃球,体现了晶体的自范性 答案:(1)非晶硅　晶体硅　(2)ACD　(3)B 备课资源 物质的其他聚集状态 1.无定形体 无定形体(又名非晶状体)拥有像液体一样的不规则结构,但由于分子间的运动相对不自由,因此通常纳入固体的类别。常见例子有玻璃、聚苯乙烯、合成橡胶或其他聚合物。很多无定形体当加热至玻璃转化温度时便会软化成液体。此时,分子是自由流动的。无定形体不存在长距离的整齐排列。 利用很高的冷却速率,将传统的玻璃工艺发展到金属和合金,制成对应的非晶态材料,称之为金属玻璃或玻璃态金属。非晶态材料的种类很多,硅土以及硅土和Al、Na、Mg、Ca等元素的氧化物的混合物构成最古老、最重要的无机玻璃。近20多年来,由于非晶态材料优异的物理、化学特性和广泛的技术应用,使其得到了迅速的发展。 例如普通玻璃不是处于固态(结晶态),而是非晶态。玻璃没有固定的熔点,物理性质也是各向同性的。玻璃内部结构没有空间点阵,与液态的结构类似。“类晶区”彼此不能移动,因此玻璃没有流动性。严格地说,非晶态不属于固体,因为固体专指晶体。非晶态是另一种物态。 2.超导体 因为超导体是拥有零电阻的物质,所以可以有完美的导电性。当它处在外加磁场中,会对磁场产生微弱排斥力,这种现象称为迈斯纳效应或者完美的抗磁性。超导磁铁在核磁共振成像机中用作电磁铁。 超导体的电阻完全消失的现象称为超导电性,此状态被称为超导态。超导体在某些科学技术领域中开始进入实用阶段。对高温超导机理的理解可能会导致人们对很多被称为电子强关联的一大类材料物理本质的理解,同时在科学和技术两个方面产生飞跃。已发现的超导材料主要是一些金属、合金和化合物,已达几千种。 3.超流体 当接近绝对零度时,部分液体会转变成另一种的液体状态,名为超流体,它的特点是黏度值为零(有无限的流动性),超流动性是其最具特征的基本性质。科学家在1937年发现,将氦冷却到低于λ温度(2.17 K)便形成超流体。此时,氦气可以在容器中不断流动,并可对抗地心引力。氦-4为了找寻自己的定位会在容器上缓慢地流动,在短时间之后,两个容器的水平将会一致。而大容器的内壁将会被“罗林膜”所覆盖,如果容器不是密封的,液体便会流出来。超流体拥有无限大的热传导率,所以在超流体中不能形成温度梯度。这些特性可以用氦-4在超流体状态中转变成玻色-爱因斯坦凝聚态来解释。费米子凝聚态的超流体也可以由氦的同位素氦-3或者锂的同位素锂-6在更低温的状态下转变而成。 氦-4原子是玻色子,玻色-爱因斯坦统计允许很多原子同时处于一个量子态上。当温度降至λ点以下时,有宏观数量的氦原子同时凝聚在动量为零的单一量子态上,用一个宏观波函数来描述。温度在λ点以下的超流动性及其他特异现象都可用这种宏观波函数的特性来解释。 4.玻色—爱因斯坦凝聚态 由爱因斯坦和玻色在1924年预测出来,也被称为第五种物质状态。多年来,玻色-爱因斯坦凝聚态在气体状态下都是一个理论上的预测而已。最后,由克特勒、康奈尔及威曼所领导的团队,在1995年首先通过实验制造出玻色-爱因斯坦凝聚态。玻色-爱因斯坦凝聚态比固态时更冷。当原子有非常接近或者一致的量子等级和温度非常接近绝对零度(-273 ℃)时便会出现玻色-爱因斯坦凝聚态。 遵从玻色—爱因斯坦统计且总粒子数守恒的理想气体,存在一个极低但非零的转变温度Tc。当温度低于Tc时,占全部粒子数有限百分比的(宏观数量的)部分将聚集到单一的粒子最低能态上。这是1925年爱因斯坦将玻色提出的处理黑体辐射(光子气体)的方法推广到实物粒子理想气体得出的理论预言。聚集到最低能态上的所有粒子的集合被称为玻色-爱因斯坦凝聚体。 凝聚体是一种新的物态,可用单一波函数描写,可研究这种原子波的相干效应以及相应的原子激光和原子光学。玻色-爱因斯坦凝聚态所具有的奇特性质,不仅对基础研究有重要意义,在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域,也都有很好的应用前景。 5.等离子态 当温度达到数千摄氏度时便会形成等离子(离化气体)。有些等离子是透过带电荷的空气粒子所形成,可以在一些恒星例如太阳中找到或在雷电时产生。当加热气体时,电子会因为拥有足够的动能而成功摆脱原子核的吸力,成为自由电子,不受原子或分子的包围。离子是化学物种的一种,成因是质子与电子的数目不同而带有电荷。在极高温的情况之下,例如在恒星中,基本上假设电子是自由运动的,而极高能量的等离子像是一个空的原子核在电子海之中。等离子相是宇宙中最常见的物质状态。等离子可以考虑为被高度离化的粒子,但因为粒子之间有极强的离子吸力而拥有截然不同的特性。因此被认为是一种不同的相或者物质形态。 等离子体是由大量带电粒子和中性粒子组成的,在电磁力作用下,粒子的运动和行为以集体效应为主。而等离子体的集体效应,是指由于电磁等长程力的作用,粒子的运动状态不仅取决于该粒子附近的局部条件,还取决于远离该粒子的其他区域的状态。等离子体状态是区别于固态、液态和气态的另一种物质存在状态,常称为物质第四态。等离子体广泛出现在茫茫的宇宙之中。在地球表面,闪电、极光等是地球上的天然等离子体的辐射现象。此外的等离子体只能人为产生,如充气电子管、日光灯、霓虹灯、电弧、气体放电等设备中产生的由电子、离子和中性粒子所组成的电离气体就是等离子体,整体呈电中性。等离子体具有广泛的技术应用,如空间技术、受控热核聚变、同位素分离、无线电通信等。 6.夸克胶子等离子体 由欧洲核子研究中心(简称CERN)在2000年发现。因为质子和中子都是由夸克构成,而夸克能透过这种物质状态释放出来,并能独立观察。科学家可以透过这种物质状态下观察夸克的特性,是从理论到实践的一大飞跃。 夸克胶子等离子体是由许多夸克、反夸克和胶子组成的多体系统,简称夸克物质。所有的强相互作用粒子即强子,都是由夸克、反夸克和胶子构成的。迄今为止,不论在自然界,或通过实验手段都没有找到自由存在的夸克和胶子。然而,描述强相互作用的规范场理论预言,在超过一定的临界能量密度时,夸克、反夸克和胶子可能冲破单个强子口袋的禁闭,而在一个大得多的空间范围内自由运动,形成夸克胶子等离子体。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$