3.1.1 物质的聚集状态 晶体与非晶体【教学评一体化】同步教学课件- 2025-2026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 容山中学 化学科组 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 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 物质的聚集状态 晶体与非晶体 学习目标 能够从宏观和微观两个层面认识和理解物质的聚集状态和晶体的结构特点。 能说出晶体和非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径。 日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？ 物质三态间的相互转化 固态 液态 气态 汽化 (吸热) 液化 (放热) 凝固 (放热) 熔化 (吸热) 升华 (吸热) 凝华 (放热) 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，物质固、液、气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。 新课导入 任务一 物质的聚集状态 一、物质的聚集状态 20世纪初，通过 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。 X射线衍射 X射线衍射仪 氯化钠 金刚石 石墨 二氧化硅 气态和液态物质一定都是由分子构成吗？ NO! 任务一 物质的聚集状态 1、等离子体 （1）概念： 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。 可以制造等离子体显示器、化学合成、核裂变等。 （3）用途： （2）特点： 具有良好的导电性和流动性。 等离子体显示器 核聚变 一种特殊的气体，存在于我们周围。例如，在日光灯和霓虹灯的灯管里，蜡烛的火焰里，极光和雷电里。 （4）存在： 日光灯 气态 任务一 物质的聚集状态 2、离子液体 是熔点不高的仅由________组成的液体物质。 离子 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。 Al -3e- + 7AlCl4- = 4Al2Cl7- 任务一 物质的聚集状态 3、液晶 介于 和 之间的物质状态 晶态 液态 流动性、黏度、形变性等 导热性、光学性质等 （1）定义： （2）特点： 固体 液体 液晶的温度范围 液晶 T1(熔点) T2(澄清点) 温度逐渐升高 热致液晶 （3）应用： 液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器；合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、防弹衣等。 从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。 气态 液态 晶态 塑晶态 液晶态 非晶态 等离子体 离子液体 物质的聚集状态 固态 一类具有塑性的固态晶体 课堂小结 物质的聚集状态只有固、液、气三种状态(　　) 气态和液态物质均是由分子构成的(　　) 等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性(　　) 液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶(　　) 液晶具有流动性，液晶和液态是物质的同一种聚集状态(　　) 1、判断下列问题的对与错 学习评价 任务二 晶体与非晶体 蜡状的白磷（P4） 黄色的硫黄（S8） 紫黑色的碘（I2） 蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O） 实验室中的固态药品 赤铁矿Fe2O3 菱铁矿FeCO3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 自然界中绝大多数矿物也都是固体 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 任务二 晶体与非晶体 让我们一起先欣赏几种美丽的晶体 任务二 晶体与非晶体 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？ 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。 任务二 晶体与非晶体 二、晶体与非晶体 1、晶体 Cu晶体结构示意图 NaCl晶体结构示意图 任务二 晶体与非晶体 固体 自范性 微观结构 晶体 原子在三维空间里呈 排列 非晶体 原子排列相对_____ 2、晶体与非晶体的本质差异 无序 周期性有序 有 (能自发呈现多面体外形) 无 (不能自发呈现多面体外形) 硫酸铜结晶 醋酸钠结晶 自范性 【思考1】从微观来看，晶体为什么具有自范性呢？ 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。 晶体SiO2和非晶体SiO2投影示意图 【思考2】某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体？为什么？ 玻璃的结构示意图 不是晶体，因为微观结构中的原子排序是无序的。 探究课堂 任务二 晶体与非晶体 【思考3】晶体除了具有自范性，还具有哪些特点? 3、晶体的其他特性 力学(强度等)、光学(折射率等)、热学(导热性等)、电学(导电性)等性质。 方解石（CaCO3晶体） （1）各向异性 晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。 操作：沿垂直方向在方解石表面和玻璃表面刻划。 现象：发现刻痕的深浅不一样。 原因：说明不同方向上的强度不同，强度有各向异性。 任务二 晶体与非晶体 3、晶体的其他特性 （1）各向异性 现象：不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同。 原因：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。 蜡滴 玻璃片 云母片 蜡滴 现象：云母片的蜡熔化成椭圆形，玻璃片的蜡熔化成圆形。 原因：在不同方向，晶体的传热速度不同，导热性有各向异性。 任务二 晶体与非晶体 晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。 3、晶体的其他特性 （2）熔点 晶体 非晶体 温度 时间 温度 时间 温度 时间 温度 时间 晶体 非晶体 物质熔化时的温度变化曲线 物质凝固时的温度变化曲线 任务二 晶体与非晶体 【思考4】根据晶体物理性质的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一些可能有效的方法鉴别假宝石吗? 图3-7玻璃的结构示意图 ①可观察宝石的形状，具有多面体的外形 ⑤最可靠的科学方法：用X射线衍射实验鉴别。 ②测试它的硬度，可在玻璃上刻画出痕迹，初步确定它是晶体 ③测试它的熔点，玻璃是非晶体没有固定的熔点 ④可用宝石的折光率鉴别 4、晶体的鉴别 (2)X-射线衍射实验 (1)测熔点 【思考5】岩浆中的SiO2侵入地壳的空洞冷却后形成的水晶球，其外层是非晶态的玛瑙，内部是呈现晶体外形的水晶。原因是什么？ 外层冷却快，内层冷却慢； 晶体生长速率适当是保持自范性的条件之一。 天然水晶球里的玛瑙和水晶 探究课堂 任务二 晶体与非晶体 【思考6】根据已有知识，举例说明如何制得晶体? 5、晶体的获得途径 从熔融态结晶出来的硫晶体 凝华得到的碘晶体 从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体 熔融态物质凝固 途径一 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) 途径二 溶质从溶液中析出 途径三 任务二 晶体与非晶体 任务二 晶体与非晶体 5、晶体的获得途径 实验探究：观察晶体 硫黄粉 自然冷却 淡黄色的菱形硫黄晶体 熔融态硫 加热 获取硫黄晶体 实验现象 任务二 晶体与非晶体 5、晶体的获得途径 实验探究：观察晶体 获取碘晶体 实验现象 加热时，烧杯内产生大量 气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的 ，最后消失，表面皿底部出现 晶体颗粒 紫色气体渐渐消褪 紫色 紫黑色 任务二 晶体与非晶体 5、晶体的获得途径 实验探究：观察晶体 获取氯化钠晶体 实验现象 在烧杯底部慢慢析出立方体的_________晶体颗粒 无色 2. 要得到较大颗粒的明矾晶体，在结晶时可采取的操作是( ) A. 配制比室温高10～20 ℃的明矾饱和溶液，然后浸入悬挂的明 矾小晶核，室温下静置 B. 在沸水中配制明矾饱和溶液，然后急速冷却结晶 C. 室温下，在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核，静置 D. 快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出 A 学习评价 从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体 【思考】胆矾晶体呈现多面体外形，CuSO4粉末看不到多面体外形，呈粉末状，CuSO4粉末是晶体吗？ 蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O） 仍是晶体，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。 探究课堂 晶体 非晶体 微观结构特征 性质特征 自范性 各向异性 熔点 鉴别方法 间接方法 科学方法 举例 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 有 无 有 无 固定 不固定 熔点和各向异性 X射线衍射实验 NaCl、I2、SiO2、金属 橡胶、玻璃 晶体和非晶体的区别 课堂小结 4、区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是（ ） A、测定熔、沸点 B、观察外形 C、对固体进行X射线衍射测定 D、通过比较硬度确定 C 3．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　) A．具有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性 C．晶体研碎后即变为非晶体 D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体 B 学习评价 5．科学研究表明，物质含有许多种聚集状态，下列关于物质聚集状态的描述错误的是（ ） A．等离子体的外观为气态 B．液晶和液态是物质的两种聚集状态 C．等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子 D．离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质 【答案】C 【详解】A．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质，故A正确， B．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，所以液晶和液态是不同的聚集状态，故B正确； C．等离子体由电子、阳离子和电中性的微粒构成，故C错误； D．离子液体是一种只由离子组成的液体，其熔点较低，以液态稳定存在，故D正确； C 学习评价 6、下列叙述不正确的是（ ） A、食盐粉末为晶体 B、液体与晶体混合物叫液晶 C、运用等离子束切割金属 D、等离子体的外观为气态 B 7、下列关于晶体的说法正确的是（ ） A、将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体 B、假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 C、石蜡是非晶体，但有固定的熔点 D、蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 B 学习评价 任务二 晶体与非晶体 Lavf52.68.0 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $