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

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 课时1　物质的聚集状态与晶体的常识 学习目标 1.认识物质的聚集状态。 2.能从微观角度理解晶体的结构特征(重点)，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体(难点)。 3.知道晶体X射线衍射实验是测定物质结构的基本方法和实验手段。 2 新课导入 固态 液态 气态 日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？ 极光 雷电 那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？ 内容索引 目标一 物质的聚集状态 目标二 晶体与非晶体 一、物质的聚焦状态 1.物质的聚集状态 液态 气态 固态 气化 (吸热) 液化 (放热) 凝固 (放热) 融化 (吸热) 升华 (吸热) 凝华 (放热) (1)20世纪前，人们以为分子是所有化学物质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、物质的聚焦状态 1.物质的聚集状态 (2)20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见晶体(如氯化钠、石墨、金刚石等) 以及一些气态物质(如等离子体) 和一些液态物质(如离子液体)不一定都由分子构成。 物质的聚集状态： 气态 液态 固态 晶态 非晶态 等离子体 离子液体 塑晶态、液晶态 一、物质的聚焦状态 2.等离子体与液晶 (1)等离子体 ①概念： 是由电子、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。 ②产生途径： 气态物质 电子和阳离子等。 ③存在： 存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛的火焰里、极光和雷电里等。 高温、紫外线、X射线、γ射线或高能电磁波等分解 一、物质的聚焦状态 2.等离子体与液晶 (1)等离子体 ④性质： 具有良好的导电性和流动性。 ⑤应用： 制造等离子体显示器；进行化学合成；发生核聚变等等。 一、物质的聚焦状态 (2)液晶 ①概念：介于液态和晶态之间的物质状态 ②性质： 既有液体流动性、黏度、形变性等，又有晶体的某些 物理性质，如导热性、光学性质等。类似晶体的各向异性 ③用途： 手机、电脑和电视的液晶显示器；合成高强度液晶纤维。 2.等离子体与液晶 应用体验 1.正误判断 (1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态 (2)水蒸气转化为液态水的过程中，水分子间距离变小，体积减小 (3)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶 (4)三星堆考古中用X射线分析青铜器的微观晶体结构 × √ √ √ 应用体验 2.下列说法错误的是 A.气态是高度无序的体系存在状态 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.等离子体是一种特殊的气体 √ 应用体验 3.1925年贝尔德在英国首次成功装配世界第一台电视机，短短几十年时间，电视机经历了从黑白到彩色，从手动到遥控，从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是 A.液晶是物质的一种聚集状态 B.液晶具有流动性 C.液晶和液态是物质的同一种聚集状态 D.用来制造液晶显示器 √ 二、晶体与非晶体 白磷 (P4) 硫黄(S8) 碘（I2） 高锰酸钾 （KMnO4） 硫酸铜（CuSO4·5H2O） 玻璃 炭黑 如何区分晶体与非晶态？ 两者的本质区别？ 非晶体 非晶体 晶体 晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图 晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列 二、晶体与非晶体 二、晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有(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 非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 2.获得晶体的三条途径 (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。 二、晶体与非晶体 3.晶体的特性与鉴定 (1)自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 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 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 如强度、导热性、光学性质等。同样反映了晶体内部质 点排列的有序性。 (3)固定的熔点。 ——可以间接确定某一固体是否是晶体 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法 ——对固体进行X射线衍射实验 思考交流 1.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？ 不是晶体。晶体与非晶体的根本区别在于构成晶体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。观察玻璃结构的示意图可知，构成玻璃的粒子的排列是无序的，所以玻璃是非晶体。 思考交流 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。 利用晶体与非晶体的性质差异来鉴别玻璃和宝石。宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性，可用硬度、熔点、折光率等性质来鉴别宝石。 (1)可观察宝石的形状，具有多面体的外形；测试它的硬度，可在玻璃上刻画出痕迹，初步确定它是晶体。 (2)可利用宝石的折光率鉴别。 (3)可进行X射线衍射实验鉴别。 应用体验 1.正误判断 (1)晶体在任何条件下都具有自范性 (2)熔融态SiO2快速冷却形成玛瑙，缓慢冷却形成水晶 (3)课本实验中，获取碘晶体和硫晶体的途径是相同的 (4)粉末状固体不可能是晶体 (5)根据固体物质有无固定的熔点，可以确定其是否为晶体 (6)对固体进行X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的方法 × √ × × √ √ 19 应用体验 2.下列关于晶体的说法正确的是 A.粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体 B.晶体呈现自范性的过程是非自发的过程 C.玻璃和水晶皆为晶体，二者都有固定的熔点 D.当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形 √ 20 应用体验 3.通过下列操作获得的物质不是晶体的是 A.从熔融态以适当速率凝固获得的硫 B.液态水急速冷却到－108 ℃ C.凝华获得的碘 D.从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜固体 √ 21 自我测试 1.科学研究表明，宇宙中90%以上的物质以等离子体状态存在，其原因是大部分发光星球的内部温度和压力都很高。下列说法正确的是 A.只有在宇宙发光星球上才存在等离子体 B.等离子体能吸收电磁波 C.有些难于发生的化学反应，在等离子体化学反应过程中也不能发生 D.等离子体是一种自然现象，不能人工得到 √ 自我测试 2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同； 又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。 晶体的各向异性主要表现在 ①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ √ 自我测试 3.金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是 A.金属玻璃能自发呈现多面体外形 B.金属玻璃具有固定的熔点 C.鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验 D.金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物 √ 易错提醒 关于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，某些非晶体也有固定的组成。 (4)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 Lavf59.27.100 $