3.1.1 物质的聚集状态与晶体常识 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

组织建设 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第三章 晶体结构与性质 课时1 物质的聚集状态 日常生活中所接触到的物质会有哪些聚集状态呢？ 钻石 固态 流水 液态 气态 氢气 新课引入 固态 液态 气态 气化 (吸热) 液化 (放热) 凝固 (放热) 融化 (吸热) 升华 (吸热) 凝华 (放热) 物质三态间的相互转化 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。 一、物质的组成的发展历程 任务一 物质的聚集状态 氯化钠 金刚石 石墨 二氧化硅 气体和液体物质一定是分子吗？ 20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的固体物质中并无分子。如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 任务一 物质的聚集状态 等离子体就是一种特殊的气体，它是气态物质在高温或者外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子，那么这种由电子、阳离子和电中性的粒子组成的整体上呈中性的气态物质，就是等离子体。 二、等离子体 (1)概念： 等离子体就是一种特殊的气体，它是气态物质在高温或者外加电场激发下，分子发生分解，产生电子、阳离子和电中性的粒子，组成的整体上呈中性的气态物质，就是等离子体。 任务一 物质的聚集状态 霓虹灯的灯管里 蜡烛的火焰中 雷电里 极光里 日光灯灯管里 (2)存在 等离子体中含有带电粒子且能自由运动， 使等离子体具有良好的导电性和流动性，因 此等离子体用途十分广泛。 (3)特点 (4)应用 ①运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器； ②利用等高子体可以进行化学合成； ③核聚变也是在等离子态下发生的等。 任务一 物质的聚集状态 一、物质的聚集状态 三、离子液体 ----熔点不高仅由离子组成的液态物质 任务一 物质的聚集状态 如：高温下的KCl，KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。 气态和液态的物质不一定是由分子构成。 由于物质的组成粒子种类的多样性，使得物质的聚集状态也很丰富！ 气体和液体物质一定是分子吗？ 气态 液态 晶态 非晶态 等离子体---特殊气体 离子液体---仅含离子 固态 物质的 聚集状态 任务一 物质的聚集状态 四、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 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。 任务一 物质的聚集状态 气态 液态 晶态 塑晶态 液晶态 非晶态 等离子体---特殊气体 离子液体---仅含离子 固态 一类具有塑性的固态晶体 物质的 聚集状态 任务一 物质的聚集状态 实验室中的固态药品 自然界中绝大多数矿物也都是固体 思考：什么是晶体、非晶体呢？晶体与非晶体有什么差异呢？ 任务二 晶体与非晶体 晶体： 具有规则外形；如冰、金刚石、石英、氯化钠 干冰 金刚石 NaCl 铜 非晶体： 无规则外形；如玻璃（又称为琉璃体）、炭黑（又称无定形体） 任务二 晶体与非晶体 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。 非晶体SiO2 晶体SiO2 任务二 晶体与非晶体 1.晶体：是由内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序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 （一）晶体与非晶体定义 2.非晶体 组成物质的微粒(分子、原子、离子)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。 玻璃、橡胶、石蜡、沥青、塑料等都是非晶体！ （二）晶体与非晶体的区别 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_____ 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) 自范性 任务二 晶体与非晶体 醋酸钠结晶 硫酸铜结晶 天然水晶球是岩浆里熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的 水晶球外层的玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形 水晶球内层的水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形 玛瑙 水晶 任务二 晶体与非晶体 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。 如果凝固速率过快，常会得到粉末或没有几何外形的的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态) (二）晶体与非晶体的区别 （2）各向异性 不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同 导电性差 导电性强 --------晶体不同方向上表现出不同的物理性质（硬度、导热性等） 任务二 晶体与非晶体 玻璃片的蜡熔成圆形 云母片的蜡熔成椭圆形 强度有各向异性。折射率有各向异性。导热性有各向异性。 晶体：熔化时保持熔点温度不变， 但依旧在吸热. 非晶体：没有固定熔点， 熔化时温度一直升高。 加热晶体，温度达到熔点时开始熔化，在没有全部熔化之前，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高。 （3）晶体有固定熔点 任务二 晶体与非晶体 （3）X 射线衍射 当单一波长的X射线通过样品时 非晶态和晶态SiO2 粉末衍射图谱的对比 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 任务二 晶体与非晶体 ①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。 如晶体SiO2（水晶）和非晶体SiO2（石英玻璃） ②有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晶体的固体粉末同样是晶体。 晶粒太小无法用肉眼观察。 碳酸钙晶体粉末 电子显微镜下的碳酸钙晶体 任务二 晶体与非晶体 易错提醒 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质 特征 自范性 有 无 各向异性 有 无 熔点 固定 不固定 鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验 实例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 任务二 晶体与非晶体 根据组成晶体的微粒 和微粒间的相互作用 (后面章节将讲解) 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 任务二 晶体与非晶体 （三）晶体的分类 问题思考:如何得到这些美丽的晶体呢？ 实验1：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。 实验2：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。 实验3：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。 任务二 晶体与非晶体 ⑴熔融态物质凝固 硫黄粉 自然冷却 淡黄色的菱形硫黄晶体 熔融态硫 加热 (三）晶体的制备 任务二 晶体与非晶体 ⑵气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华） 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 (三）晶体的制备 任务二 晶体与非晶体 ⑶结晶：溶质从溶液中析出 在试管底部慢慢析出立方体的_________晶体颗粒 无色 (三）晶体的制备 任务二 晶体与非晶体 （三）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(结晶)。 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 任务二 晶体与非晶体 (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(　　) (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(　　) × × × √ × 随堂检测 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。请你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石。 提示:宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性， 玻璃仿造的假宝石是非晶体没有固定的熔点和各向异性。 ①测试硬度，宝石可在玻璃上刻划出痕迹； ②利用宝石的折光率鉴别； ③进行X射线衍射实验鉴别。 思考与交流 物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时 物质三态间的相互转化 本质差异 物理性质的差异 其他物质聚集状态 区分晶体和非晶体最可靠的的科学方法 物质的聚集状态 晶体与非晶体 课堂小结 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $