3.1.1物质的聚集状态 晶体与非晶体 课件-2025-2026学年高二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常识 第1课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体 一、物质的聚集状态 常见的物质三态： 阅读教材P68,回答下列问题： 1、什么是等离子体？等离子体有什么用途？（科学.技术.社会） 2、什么是离子液体？ 3、除了常见的物质三态外，物质还存在哪些聚集状态？ 什么是液晶？液晶有什么用途？ 1、等离子体：电子、阳离子和电中性粒子（原子、分子）形成的整体呈气态的物质。 用途：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。 例如，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；可以进行化学合成；核聚变也是在等离子体态下发生的。 2、离子液体：是熔点不高的仅由离子组成的液态物质。 3、晶体、非晶态、塑晶态、液晶态……。 液晶：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态， 这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。 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。 （阅读p69科学.技术.社会2.液晶） 小结： 碳酸钙 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） 高锰酸钾 从饱和硫酸铜溶液中析出的CuSO4.5H2O 绝大多数常见的固体是晶体 晶体 玻璃 炭黑 非晶体 思考： 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？ 如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体 又称玻璃体 又称无定形体 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重复排列而构成的具有规则几何外形的固体。 ①概念： →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。 氯化钠 金刚石 粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。 NaCl 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。 二、晶体与非晶体 1、晶体： ②分类： 根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 是由内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性重复排列而构成的具有规则几何外形的固体。 ①概念： (后面章节将讲解) 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。 2.非晶体 →玻璃体是典型的非晶体，所以非晶态又称为玻璃态。 ①概念： 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。 ② 玻璃、炭黑、橡胶、石蜡、沥青、塑料等都是非晶体！ 晶体SiO2与非晶体SiO2的投影示意图 晶体有自范性：自发地呈现多面体外形 非晶体没有有自范性 3、晶体与非晶体的本质差异 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 【思考1】晶体自范性的本质原因是什么？ 晶体自范性即晶体能自发呈现多面体外形的性质 自范性的实质：晶体中粒子在微观空间里周期性有序排列的宏观表象。 实验步骤 实验现象 （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。 （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。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。 （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。 P71 实验3-1 4.晶体形成的途径 【思考2】根据已有知识，举例说明如何制得晶体? 14 实验步骤 实验现象 （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。 （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。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。 （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。 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。 P71 实验3-1 4.晶体形成的途径 16 4.晶体形成的途径 ①熔融态物质凝固；（适当的速率） ③溶质从溶液中析出。 ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) 凝华得到的碘晶体 从饱和CuSO4溶液中析出的CuSO4·5H2O晶体 从熔融态结晶出来的硫晶体 17 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3】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？ 【思考4】外观呈粉末状的物质是否是晶体？ 也可能是晶体， 只是颗粒太小。 碳酸钙晶体粉末和电子显微镜下的碳酸钙晶体 【思考5】晶体中质点的有序排列对其宏观性质有何影响？ 强度、导热性、光学性质等物理性质表现出各向异性。 玻璃片的蜡熔成圆形，云母片的蜡熔成椭圆形 5、晶体特点和性质 （1）晶体有自范性（几何外形和内部质点排列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定的熔点） 晶体在不同方向上表现出不同的物理性质（如硬度、导热性、折射率、磁化率等） 总结：晶体和非晶体 固体 外观 微观结构 自范性 各向异性 熔点 晶体 非晶体 本质区别 具有规则的几何外形 不具有规则的几何外形 有 没有 粒子在三维空间周期性有序排列 粒子排列相对无序 各向异性 各向同性 固定 不固定 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互转化。 如何鉴别水晶的和玻璃的镜片？ 想一想 →区分晶体和非晶体的方法有哪些？ 组成 结构 性质 鉴别 方法 自范性 各向异性 有固定熔点 √ 晶体 √ 23 【思考与讨论】（1）某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如图所示，这张图说明玻璃是不是晶体?为什么? 不是晶体，因为微观结构中的原子排序是无序的。 （2）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? 测熔点，X-射线衍射实验 5.区别晶体与非晶体 ①测熔点。 晶体有固定熔点，非晶体没有固定熔点 ②最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。 X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 衍射 散射效应 →晶体物质能使X-射线产生衍射，非晶体只有散射效应。 晶体物质能使X-射线产生衍射，非晶体只有散射效应。 25 不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在人力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体,如玻璃、塑料等相关制品。 不一定。同一种物质既可以有晶体状态也可以有非晶体状态。 思考与讨论2： (2)某种晶体的固体状态一定是晶体吗？ (1)具有规则几何外形的固体, 一定是晶体吗？ （3）在一定温度下，将一不规则的NaCl固体，放入饱和NaCl溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为什么？ NaCl固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可逆过程。根据晶体的自范性可知，在溶解和结晶的过程中，离子会自发地规则排列，形成规则的立方体。 ③晶体也不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 ①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体， 如晶体SiO2和非晶体SiO2。 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，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 ④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。 【归纳小结】 27 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 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 【课堂小结】 28 1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 （ ） A、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序 C、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体SiO2一定是晶体 E、晶体与非晶体都有固定的熔点 C 【课堂练习】 2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 （ ） A、熔沸点 B、硬度 C、颜色 D、x-射线衍射实验 D 教材P76 1、2、3 Lavf58.12.100 $