3.1.1 物质的聚集状态+晶体与非晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦物质的聚集状态（含传统三态及等离子体、离子液体等）与晶体、非晶体的区别，通过“日常生活物质状态”提问导入，以任务驱动（任务一、二）和思考问题为支架，从传统三态认知过渡到20世纪后新聚集状态的探究，构建完整知识脉络。 其亮点在于融合实验探究（硫、碘、氯化钠晶体制备）与微观结构分析，体现科学探究与实践和科学思维。通过对比晶体与非晶体的微观排列及性质差异，培养学生结构决定性质的化学观念。学生能提升探究能力，教师可借助实例和实验指导优化教学。

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。 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 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。 任务一 物质的聚集状态 新课导入 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。气态和液态物质也不一定是由分子构成。 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! 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呈电中性的气态物质 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 一、物质的聚集状态 阅读课文 离子液体是指全部由离子组成的液体，如高温下的KCl，KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 2、离子液体: 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- 一、物质的聚集状态 【思考】从结构的角度看，离子液体熔点低的原因？ 【提示】在离子化合物中，阴阳离子之间的作用力为静电作用，其大小与阴阳离子的所带电荷及离子半径有关，离子半径越大，它们之间的作用力越小，这种离子化合物的熔点就越低。离子液体的阴阳离子体积很大，结构松散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温。 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。 一、物质的聚集状态 4.准晶 准晶体亦称为准晶或拟晶，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是不具备晶体的平移对称性。普通晶体只能具有二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的如六次以上的对称性。获得2011年诺贝尔化学奖的丹·舍特曼是第一个正式报道发现了准晶的人。1984年他和以色列理工学院的同事们在快速冷却的铝锰合金中发现了一种新的金属相，其电子衍射斑具有明显的五次对称性。准晶体具有独特的属性，其坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，在日常生活中可用来制造不粘锅、发光二极管、热电转化设备等。 气态 液态 晶态 塑晶态 液晶态 非晶态 等离子体---特殊气体 物质的聚集状态 固态 一类具有塑性的固态晶体 一、物质的凝聚状态---小结 离子液体---仅含离子 液晶 热致液晶 溶致液晶 准晶 液晶态 课堂小结 水晶SiO2 祖母绿 金刚石 玻璃 石蜡 松香 橡胶 任务二 晶体与非晶体 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 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） 炭黑又称无定形体 让我们一起先欣赏几种美丽的晶体 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。 1、晶体 Cu晶体结构示意图 NaCl晶体结构示意图 【思考1】从微观来看，晶体与非晶体有何本质区别呢？ 本质上，晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。相反，非晶体中粒子的排列则相对无序。 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 【思考3】晶体除了具有自范性，还具有哪些特点? 2、晶体的特性 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。 二、晶体与非晶体 （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。 二、晶体与非晶体 2、晶体的特性 物质熔化时的温度变化曲线 晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。 （2）固定的熔点: 晶体 非晶体 温度 时间 时间 时间 时间 晶体 非晶体 物质凝固时的温度变化曲线 2、晶体的特性 温度 温度 温度 在晶体生长速率适当的前提下，自发形成规则几何多面体外形的性质。 （3）自范性 2、晶体的特性 【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？ 天然水晶球里的玛瑙 水晶 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。 【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 3、晶体的鉴别 (2)X-射线衍射实验 (1)测熔点 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_____ 4、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 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 从熔融态自然冷却结晶出来的硫晶体 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 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 二、晶体与非晶体 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 5、晶体的获得途径 二、晶体与非晶体 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 5、晶体的获得途径 二、晶体与非晶体 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 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 Lavf52.68.0 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $