3.1.1 物质的聚集状态 晶体和非晶体-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

第一章 化学反应的热效应 第三章 晶体结构与性质 第一节物质的聚集状态和晶体的常识 本节重点 晶体和非晶体的本质差异 第1课时 物质的聚集状态 晶体和非晶体 1 物质的组成 氯化钠 Na+和Cl-离子 金刚石 碳原子构成 硫单质 S8分子 ——分子、原子、离子、电子等 等离子体 电子、阳离子和电中性粒子 20世纪前，人们认为物质是由分子构成。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。 日常生活中所接触到的物质有哪些状态呢？ 钻石 固态： 流水 液态： 氧气 气态： 极光 雷电 那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？ 通常物质有三种存在状态,即固态、液态和气态。 现代科技发现物质的聚集状态除了三态外还有更多的物质聚集状态，如等电子体、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 极光 雷电 主题1:物质的聚集状态 气态、液态、固态、等离子态、超固态、辐射场态、反物质 物质的七种形态 等离子体 固体 液体 气体 能量 温度 能量 温度 能量 温度 分子 激化分子 离子 自由电子 分子碎片(高能量) 等离子体形成过程 气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、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称为等离子体。 主题1:物质的聚集状态 1.等离子体 等离子体特性 含有带电粒子且能自由运动，具有良好的导电性和流动性 等离子体显示器 化学合成 核聚变 主题1:物质的聚集状态 1.等离子体 等离子体存在于我们周围 日光灯和霓虹灯的灯管里 极光和雷电里 6 如：离子液体是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 (离子液体) 气态和液态物质不一定都是由分子构成。 2.离子液体 主题1:物质的聚集状态 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态 流动性、黏度、形变性 导热性、光学性质 表现出类似晶体的各向异性 具有液体 具有晶体的某些物理性质 液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子 其分子有取向序，长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动 3.液晶 主题1:物质的聚集状态 (1)特点 液晶的应用 2.合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 主题1:物质的聚集状态 物质的 聚集状态 气态 液态 固态 晶态 1889年，德国人莱曼将熔点至澄清点温度范围内的物质状态命名为液晶，后称热致液晶。 相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。 液晶态 介于液态和晶态之间的物质状态 液晶的温度范围 固体 液晶 液体 T1(熔点) T2(澄清点) 温度逐渐升高 (2)分类 3.液晶 主题1: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 液晶态 1889年，德国人莱曼将熔点至澄清点温度范围内的物质状态命名为液晶，后称热致液晶。 相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。 一类具有塑性的固态晶体，介乎晶态与非晶态之间 塑晶态 介于液态和晶态之间的物质状态 主题1:物质的聚集状态 4.塑晶态 物质的聚集状态 气态 固态 液态 超固态 塑晶态 液晶态 反物质 晶态 非晶态 辐射场态 等离子态 (1)常温下大部分的气态和液态物质如CO2、H2O等是由分子组成的。 特例：①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。 ②离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液态物质。熔融盐也存在离子。 (2)固态物质： 氯化钠、氟化钙是由阳离子和阴离子组成的; 金刚石、二氧化硅等是由原子构成； 单质硫、白磷等则是由分子构成。 主题1:物质的聚集状态 课堂检测 1.判断下列问题的对与错 (1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态(　　) (2)气态和液态物质均是由分子构成的(　　) (3)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性(　　) (4)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶(　　) 课堂检测 2．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 C 3．液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列说法中正确的是 A．液晶是一种液态的晶体 B．所有物质在一定条件下都能成为液晶 C．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列 D．移去电场后，液晶分子相互平行排列 C 晶体 二氧化硅 非晶体 二氧化硅 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。 主题2晶体和非晶体: 1.晶体 晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列，粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。 内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。 1. 非晶体 主题2晶体和非晶体: 1.晶体（非晶体）的概念 绝大多数常见的固体是晶体 蜡状的白磷（P4） 蓝色的硫酸铜 （CuSO4·5H2O） 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 主题2晶体和非晶体: 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明固体粉末仍是晶体，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。 硫酸铜结晶 醋酸钠结晶 自范性 2.晶体的特性 (1)自范性 主题2晶体和非晶体: 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 内部质点在三维空间里呈周期性有序排列 决定 能自发呈现多面体外形 微观本质 微观现象 2.晶体的特性 (1)自范性 晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长的速率适当。 熔融态物质 缓慢凝固→得到晶体 凝固过快→粉末、块状物或非晶态(玻璃态) 主题2晶体和非晶体: 天然水晶球里的玛瑙和水晶 玛瑙 水晶 天然水晶球是熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的 玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形 水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形 (2)各向异性 石墨平行层方向上电导率高; 垂直于层的方向上电导率低。 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 主题2晶体和非晶体: 2.晶体的特性 (2)各向异性 分别用红热的铁丝接触蜡面中央 表面涂蜡的玻璃 表面涂蜡的云母 各方向不均匀导热 各方向均匀导热 内部质点的有序排列 微观本质 晶体的各向异性 微观现象 主题2晶体和非晶体: 2.晶体的特性 决定 晶体的本质在于粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。 玻璃中的粒子无周期性地排列，是无序的。所以，玻璃不是晶体。 主题2晶体和非晶体: (3)固定的熔、沸点 晶体 非晶体 温度达到熔点时晶体开始熔化,在全部熔化以前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高 晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。 温度升高到某一程度后非晶体开始软化,流动性增强,最后变为液体。从软化到完全熔化,中间经过较大的温度范围 (4)能使X射线产生衍射 利用这种性质，人们建立了测定晶体结构最科学的方法——对固体进行X衍射实验 主题2晶体和非晶体: 2.晶体的特性 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈周期性的有序排列 原子排列相对无序 性质特征 自范性 有（能自发呈现多面体形） 没有（不能自发呈现多面体形） 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 二者区别方法 间接方法 测定其是否有固定的熔点 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 总结：晶体和非晶体 主题2晶体和非晶体: 3.晶体的制备 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得到的硫酸铜晶体 主题2晶体和非晶体: 课堂检测 1.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，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(　　) (4)粉末状的固体也有可能是晶体(　　) (5)晶体一定比非晶体的熔点高(　　) 课堂检测 2.下列关于晶体性质的叙述中，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多面体外形的性质 B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D．晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 B 课堂检测 3．固体分为晶体和非晶体，下列关于晶体的叙述正确的是 A．块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体 B．破损的晶体经过重结晶后能够变成规则的多面体，体现了晶体的自范性 C．晶体和非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰 D．不能通过熔融态物质凝固的方式得到晶体 B 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。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 4.晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙 课堂小结 Thank you for watching EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $