内容正文:
第二章 固体和液体
一、晶体和非晶体
教学目标
1.能列举晶体和非晶体的实例,知道晶体和非晶体的区别。
2.能够列举实例区分单晶体和多晶体的物理性质。
3.能够叙述固体的空间点阵结构,阐述固体宏观性质的微观解释。
重点难点
晶体和非晶体的区别、单晶体和多晶体的物理性质
设计思想
通过介绍材料科学的最新研究成果,激发学生学习兴趣,列举形形色色的晶体和非晶体,为学生认识物质的多样性和统一性,提供丰富素材,通过比较这些物质的共性和个性,学习分类,通过观察、实验活动,认知晶体性质的多样性,再从微观结构上解释各种不同性质之间普遍的联系。
教学资源
PPT课件
教学设计
【课堂引入】
(PPT出示雪花图片)
生活中我们遇到很多奇怪的现象,无论什么形状的雪花,它们的边角连线总是正六边形;同样是由碳原子组成的,但石墨和金刚石的硬度却有着天壤之别.为什么这些事物会呈现特殊的物理性质?
【课堂学习】
问题1: 阅读课本“晶体和非晶体”部分,总结晶体和非晶体的不同之处。
(PPT出示各种材料图片晶体和非晶体)
1.晶体和非晶体
固体可分为晶体和非晶体两大类
例如各种金属、食盐、明矾、云母、硫酸铜、雪花、方解石、石英等都是晶体;玻璃、松香、沥青、蜂蜡、橡胶、塑料等都是非晶体。
一、晶体与非晶体的区别主要表现在:
晶体和非晶体的比较
晶体
非晶体
外形特征
具有_____的几何形状
没有______的几何形状
物理性质
(1)各向____性
(2)具有一定的____
(1)各向_____性
(2)没有一定的_____
(1)晶体具有天然的规则的几何形状,而非晶体无此特点。
例如:食盐粒都是正方体,硫酸铜也是正方体,雪花都是六角形的、明矾外形的八面体,水晶石为六面棱柱。
(2)晶体在不同方向上物理性质不同,而非晶体各方向上物理性质相同。
例如,将石蜡均匀涂在云母片上和玻璃板上,用烧红的钢针接触没有涂蜡的另一面。会看到云母上的石蜡熔化后的部分为椭圆形,玻璃板的导热性各方向相同,。
又如,硫酸铜具有单向导电性,方解石发生双折射现象,也表明它们分别在电学性质、光学性质上各方向不同。
又如,晶体有一定的熔点,而非晶体是缓慢变为液体的过程,无熔点。
有无一定的熔点是宏观上区分晶体和非晶体的重要依据,当不能从外形及各向异性来鉴别是否是晶体时,只有根据有无一定熔点才能作出准确判断。
注意:并不是每种晶体在各种物理性质上都会表现出各向异性
问题2: 阅读课本“单晶体和多晶体”部分,总结单晶体和多晶体的不同之处。
二、晶体又可分为单晶体和多晶体,上述的两条晶体的特点一般说是单晶体的特点,多晶体中小晶粒的排列无规则、杂乱无章,各向异性的物理性质无从显示出来。
单晶体
多晶体
外形特征
具有规则的几何形状
没有规则的几何形状
物理性质
(1)各向异性
(2)具有一定的熔点
(1)表现为各向同性
(2)具有一定的熔点
讨论1:单晶体与多晶体的比较
①从外形上:单晶体是一个完整的晶体,具有规则形状,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,无确定的形状.
②从物理性质上:单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性.
③单晶体和多晶体都有一定熔点.
讨论2:多晶体与非晶体的比较
多晶体与非晶体相同点:无规则的几何外形同,物理性质各向同性
多晶体与非晶体不相同点:
(1)组成晶体的晶粒却有规则的几何形状,这是多晶体与非晶体在内部结构上的区别。
(2)多晶体具有一定的熔点,而非晶体没有
问题3: 晶体为什么会表现出各向异性?
晶体的微观结构
单晶体和非晶体性质上的不同,可以从它们的微观结构不同做出说明。组成单晶体的微粒(分子、原子或离子)在空间是按照一定的规律排列的。彼此相隔一定的距离排列成整齐的行列。通常把这样的微观结构称为空间点阵。
例如食盐的空间点阵如下图所示,这正是盐粒不管大小都是正方体的原因所在。
方解石对光产生双折射现象的原因,是因为它在各个方向上的折射率不同所致。云母片各方向上导热性质不同,是由其空间点阵决定的。
晶体的宏观性质是由晶体的微观结构决定的,可以通过晶体的微体结构初步解释晶体外形的规则性和物理性质的各向异性
教学中几个注意的问题:
(1)同一物质的微粒能够形成不同的空间结构,即物质的同分异构体,对碳的不同空间结构来说明这一点看课本的图片:石墨和金刚石的微观结构。
(2)晶体的微观结构模型并不代表晶体的真实情况,它只是组成晶体的物质微粒有规则排列的示意图。
(3)要认识到物质是晶体还是非晶体并不是绝对的,以便扩大学生的眼界,避免出现片面的绝对化的错误认识。
【课堂小结】
(1)本节课讲解了晶体、非晶体、多晶体的之间的区别。
(2)我们从微观的结构模型解释晶体的各向异性的属