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学而优教有方

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第二章气体、固体和液体

第四节固体

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

知道晶体、非晶体、单晶体和多晶体,了解各向异性、各向同性及晶体的微观结构,能解释相关的现象

科学思维

掌握单晶体的各向异性,理解晶体的微观结构,能够解决相关的问题

科学探究

学会用实验探究晶体与非晶体物理性质的差异,学会认真观察并与他人合作,提高实验技能

科学态度

与责任

掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别,培养严谨的科学态度,激发探索科学的兴趣

[基础知识深层理解提高]

知识点一:晶体和非晶体

1.晶体:具有规则的几何形状.

(1)常见的晶体有:石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等

(2)几种常见晶体的规则外形:

食盐晶体:呈立方体形;明矾晶体:呈八面体形;石英晶体:中间是一个六棱柱,两端呈六棱锥

雪花:是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体,一般为六角形的规则图案.

常见的晶体

2.非晶体:没有规则的几何形状.

常见的非晶体有:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等.

3.晶体和非晶体的差异

(1)外形上:晶体有规则的几何形状;非晶体则没有规则的几何形状.

(2)物理性质上:晶体的物理性质与方向有关(这种特性叫各向异性);非晶体的物理性质在各个方向是相同的(这种特性叫各向同性).

晶体具有各向异性,但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性.①云母导热性上表现出显著的各向异性,②而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性,如方铝矿,③有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性,如方解石.非晶体具有各向同性.

(3)熔点:晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点.

温馨提示:晶体和非晶体间的转化

(1)一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现:例如水晶:天然水晶是晶体,熔化后再凝结的水晶(石英玻璃)就是非晶体,即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的.

(2)许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体.

(3)在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时,几乎所有的材料都能成为非晶体.

知识点二:单晶体和多晶体

1.单晶体:如果一个物体就是一个完整的晶体,这样的晶体叫做单晶体.

例如:雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等.

2.多晶体:如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的,这样的物体叫做多晶体.其中的小晶体叫做晶粒.

(1)多晶体没有规则的几何形状.

(2)多晶体①不显示各向异性.(每一晶粒内部都是各向异性的).②有确定的熔点.

固体是否有确定的熔点,可作为区分晶体非晶体的标志.

知识点三:晶体的微观结构

1、晶体微观结构的特点:

(1)组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子)依照一定的规律在空间中整齐地排列,具有空间上的周期性.

(2)有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布.例:石墨和金刚石的微观结构.

(3)晶体和非晶体并不是绝对的,它们在一定条件下可以相互转化。

例如:天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)却是非晶体.

(4)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.

2、用晶体的微观结构解释晶体的特征

(1)为什么晶体具有规则的几何外形?

由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的,表现在外形上具有规则的几何形状,且不同类型的晶体结构,决定了各种晶体的不同外形.

(2)如何解释物理性质的各向异性呢?

在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体的不同方向上物理性质的不同.

(3)熔点为什么固定?

晶体溶化时,吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.

非晶体熔化时,先变软,然后变成粘滞性很大的液体,温度不断升高.

[典型例题、易错易混点剖析]

易错易混点1单晶体、多晶体及非晶体的理解

易错易混点辨析:单晶体、多晶体及非晶体的异同比较

分类

微观结构

宏观表现

外形

物理性质

晶体

单晶体

组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵

有天然、规则的几何形状

各向异性

有确定的熔点

多晶体

由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成

没有天然、规则的几何形状

各向同性

非晶体

内部物质微粒是无规则排列的

没有确定的熔化温度

2.对单晶体的各向异性的理解

(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同。

(2)单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下:

①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同;

②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不

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