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

物质的聚集状态 物质的聚集状态与晶体的常识 1 日常生活中所接触到的物质会有哪些状态？ 2 流水 果汁 氧气 氢气 极光 雷电 那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？ 钻石 塑料 固态 液态 气态 2 一、物质的聚集状态 物质三态间的相互转化 一、物质的聚集状态 人们对物质组成的认识历程 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。 气态 液态 固态 一、物质的聚集状态 人们对物质组成的认识历程 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。 X射线衍射仪 一、物质的聚集状态 人们对物质组成的认识历程 气态和液态物质也同样不一定由分子构成。 1、等离子体 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。 气体 外加电场 高温 等离子体 分子 激化分子 离子 自由电子 分子碎片(高能量) 等离子体具有良好的导电性和流动性。 一、物质的聚集状态 人们对物质组成的认识历程 气态和液态物质也同样不一定由分子构成。 1、等离子体 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。 等离子体具有良好的导电性和流动性。 应用：等离子显示器、利用等离子体进行化学合成、核聚变也是在等离子态下发生的。 一、物质的聚集状态 人们对物质组成的认识历程 气态和液态物质也同样不一定由分子构成。 2、离子液体 熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 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。 一、物质的聚集状态 物质的 聚集状态 气态 液态 固态 晶态 非晶态 塑晶态 液晶态 一、物质的聚集状态 3、液晶 定义：物质加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶。 特征：介于液态和晶态之间的物质状态。 流动性、黏度、形变性等 导热性、光学性质等 应用：液晶显示器等。 等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性(　　) 问题3 随堂演练 问题1 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(　　) 问题2 液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶(　　) 问题4 二、晶体与非晶体 走进化学实验室，你能见到许多固体： 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) 高锰酸钾(KMnO4) 白色的碳酸钙(CaCO3) 二、晶体与非晶体 放眼世界，自然界中绝大多数矿物也都是固体: 赤铁矿Fe2O3 菱铁矿FeCO3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 生活中常见的更多的固体： 橡胶 塑料 玻璃 二、晶体与非晶体 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。 炭黑又称无定形体 晶体和非晶体有什么本质差异呢？ 玻璃又称玻璃体 二、晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 非晶体 有（能自发呈现多面体外形） 没有（不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 原子排列相对无序 晶体 非晶体 内部微粒在三维空间里呈周期性有序排列 内部微粒在三维空间里呈相对无序排列 具有规则的几何外形 不具有规则的几何外形 内部微粒在三维空间里呈周期性有序排列 微观 宏观 二、晶体与非晶体 自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 获得晶体的途径 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。 从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体 从熔融态结晶出的硫晶体 凝华得到的碘晶体 实验探究 探究一：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。 探究二：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。 探究三：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 硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。 固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。 有白色细小晶体析出。 思考与讨论 不一定。 天然水晶球的玛瑙和水晶 熔融态物质冷却凝固一定得到形状规则的晶体吗？ 天然水晶球 岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的 玛瑙 水晶 熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形 熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形 二、晶体与非晶体 自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 获得晶体的途径 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。 晶体呈现自范性的条件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)。 二、晶体与非晶体 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的投影示意图 同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。 二、晶体与非晶体 晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。 非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性。 例如：将熔化的蜂蜡薄薄地涂在玻璃片上，用一根烧热的缝衣针接触蜂蜡，蜂蜡熔化的区域的形状如图甲；将玻璃片换成云母片，则熔化的区域为图乙。 玻璃片 云母片 晶体 非晶体 二、晶体与非晶体 晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。 非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性。 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。 方解石（CaCO3晶体） 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 晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。 非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性。 现象：不同方向观察宝石，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。 二、晶体与非晶体 晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。 非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性。 石墨在与层平行的方向导电率约为在与层垂直方向上导电率的1万倍。 二、晶体与非晶体 晶体具有固定的熔点、凝固点，而非晶体则无。 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 思考与讨论 1、图3-7是某同学找到的一张玻璃结构示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体，为什么？ 提示　不是晶体。观察玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子无周期性有序排列，所以玻璃是非晶体。 思考与讨论 2.根据晶体物理性质的各向异性的特点，能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可能有效的方法鉴别假宝石。 提示　(1)宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性，可用熔点、折光率等性质来鉴别宝石。 (2)可观察宝石的形状，具有多面体的外形。 (3)检验硬度，可在玻璃上划出痕迹，初步确定它是晶体。 (4)可利用X射线衍射仪鉴别。 4、粉末状的固体也有可能是晶体(　　) 概念辨析 请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错 1、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(　　) 2、熔融态物质快速冷却即得到晶体(　　) 3、熔融的硝酸钾冷却可得晶体，故液态玻璃冷却也能得到晶体(　　) 5、晶体一定比非晶体的熔点高(　　) 碳酸钙晶体粉末和电子显微镜下的碳酸钙晶体 易错警示 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，如水晶和石英玻璃。 2、有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)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也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 课堂检测 1.下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是( ) A.是否为具有规则几何外形的固体 B.是否具有各向异性 C.是否具有美观、对称的外形 D.内部微粒在空间是否呈周期性有序排列 D 课堂检测 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔、沸点 B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期性有序排列 C.固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体 D.区分晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 √ 在于其内部粒子在空间上是否呈周期性有序排列 塑料、玻璃没有固定的熔、沸点，不属于晶体 X射线衍射法是区分晶体和非晶体的最科学的方法 课堂检测 3.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是 A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则的立方体晶块 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 晶体在固态时不能自发形成新的晶体 不是自发形成的 玻璃属于非晶体，不具有自范性 √ 谢谢 35 $