新教材高中物理第2章氣體液體和固態(tài)第5節(jié)晶體第6節(jié)新材料教師用書粵教版選擇性必修第三冊

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()(2)凡是具有天然規(guī)則的幾何形狀的物體必定是單晶體． ()(3)單晶體的分子(原子、離子)排列是有規(guī)則的． ()(4)非晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同． ()[答案](1)×(2)√(3)√(4)√2．(多選)下列哪些現(xiàn)象能說明晶體與非晶體的區(qū)別()A．食鹽是正方體，而蜂蠟無規(guī)則形狀B．石墨可導(dǎo)電，瀝青不能導(dǎo)電C．冰熔化時，溫度保持不變，松香受熱熔化時溫度持續(xù)升高D．金剛石密度大，石墨密度小AC[晶體有天然規(guī)則的幾何外形，具有一定的熔點，而非晶體則沒有，故A、C正確．]3．下列說法正確的是()A．黃金可以切割加工成各種形狀，所以是非晶體B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D．玻璃沒有確定的熔點，也沒有天然規(guī)則的幾何形狀D[常見的金屬都是多晶體，因而黃金也是多晶體，只是因為多晶體內(nèi)部小晶粒的排列雜亂無章，才使黃金沒有規(guī)則的幾何形狀，故A錯誤；同一種物質(zhì)可以形成多種晶體，如碳可以形成金剛石和石墨兩種晶體，故B錯誤；單晶體只在某些物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，并不是所有物理性質(zhì)都表現(xiàn)出各向異性，故C錯誤；玻璃是非晶體，因而沒有確定的熔點和規(guī)則的幾何形狀，D正確．]考點1晶體和非晶體的比較如圖甲所示是日常生活中常見的幾種晶體，圖乙是生活中常見的幾種非晶體，請在圖片基礎(chǔ)上思考以下問題：明礬祖母綠原石水晶食鹽銅礦石甲蜂蠟松香塑料橡膠瀝青玻璃乙(1)晶體與非晶體在外觀上有什么不同？(2)沒有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？[提示](1)單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體無規(guī)則的幾何外形．(2)不是．由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規(guī)則的幾何外形．1．單晶體、多晶體、非晶體的比較2．單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性(1)云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同．(2)方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同．(3)立方形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同．(4)方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性——沿不同方向的折射率不同．【典例1】在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針尖接觸其上一點，蠟熔化的范圍如下圖所示；另外甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖所示，則()甲乙丙A．甲、乙是非晶體，丙是晶體B．甲、丙是非晶體，乙是晶體C．甲、丙是多晶體，乙是晶體D．甲是多晶體，乙是非晶體，丙是單晶體[思路點撥]由蠟熔化圖判斷導(dǎo)熱性能，由溫度—時間圖線形狀分析是晶體還是非晶體．D[由題圖甲、乙、丙知，甲、乙具有各向同性，丙具有各向異性；由溫度—時間圖線知，甲、丙有固定的熔點，乙沒有固定的熔點，所以甲是多晶體，乙是非晶體，丙是單晶體．]區(qū)分晶體和非晶體、單晶體和多晶體的方法(1)區(qū)分晶體和非晶體的方法是看其有無確定的熔點，晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，僅從各向同性或幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體．(2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法是看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性．eq\o([跟進訓(xùn)練])1．(多選)下列說法正確的是()A．一塊固體，若沿各個方向上的導(dǎo)電性能相同，則該固體為非晶體B．一塊固體，若是各個方向?qū)嵝阅懿煌?，則這個固體一定是單晶體C．一塊固體，若有確定的熔點，則該固體必定為晶體D．黃金可以切割加工成各種形狀，所以是非晶體BC[只有晶體才有固定熔點，只有單晶體才具有各向異性，B、C正確；多晶體和非晶體都具有各向同性，A錯誤；黃金是晶體，切割后分子結(jié)構(gòu)不變，仍然是晶體，D錯誤．]考點2晶體的微觀結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)家庭、學(xué)?；驒C關(guān)的門鎖常用“碰鎖”，然而，這種鎖使用一段時間后，鎖舌就會變澀而不易被碰入，造成關(guān)門困難．這時，你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下，碰鎖便開關(guān)自如如初，并且可以持續(xù)幾個月之久．請你動手試一試，并回答其中的道理．[提示]石墨是金剛石的同素異形體，兩者的不同結(jié)構(gòu)，造成了物理性質(zhì)上的很大差異，金剛石質(zhì)地堅硬，而石墨由于具有層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間結(jié)合不是很緊密，故層與層之間易脫落，能起到潤滑作用.用鉛筆在紙上寫字也是這個道理.1．微觀結(jié)構(gòu)理論的內(nèi)容(1)組成晶體的微粒(分子、原子或離子)是依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列的．實驗證實：人們用X射線和電子顯微鏡對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行研究后，證實了這種假說是正確的．(2)微粒的熱運動特點表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動．2．晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(1)組成晶體的微粒(分子、原子或離子)，依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列的．(2)晶體中微粒的相互作用很強，微粒的熱運動不足以克服它們的相互作用而遠離．(3)微粒的熱運動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動．晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定其宏觀物理性質(zhì)，改變物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)從而改變物質(zhì)的屬性，如碳原子可以組成性質(zhì)差別很大的石墨和金剛石，有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．3．用微觀結(jié)構(gòu)理論解釋晶體的特性(1)對單晶體各向異性的解釋．如圖所示，這是在一個平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況．從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長線段AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同．線段AB上物質(zhì)微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少．正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同．(2)對晶體具有一定熔點的解釋．給晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開始熔解，熔解時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化．(3)對多晶體特征的微觀解釋．晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性．它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的，即各向同性．多晶體和非晶體的主要區(qū)別是多晶體有確定的熔點，而非晶體沒有．(4)對非晶體特征的微觀解釋．在非晶體內(nèi)部，物質(zhì)微粒的排列是雜亂無章的，從統(tǒng)計的觀點來看，在微粒非常多的情況下，沿不同方向的等長線段上，微粒的數(shù)量大致相等，也就是說，非晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同，所以非晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性．(5)同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同形態(tài)出現(xiàn)，晶體和非晶體可在一定條件下相互轉(zhuǎn)化．【典例2】(多選)有關(guān)晶體的微觀結(jié)構(gòu)，下列說法中正確的有()A．同種元素的原子按不同結(jié)構(gòu)排列有相同的物理性質(zhì)B．同種元素的原子按不同結(jié)構(gòu)排列有不同的物理性質(zhì)C．同種元素形成晶體只能有一種排列規(guī)律D．同種元素形成晶體可能有不同的排列規(guī)律[思路點撥](1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)不同，其物理性質(zhì)不同．(2)同種元素可有幾種不同的排列結(jié)構(gòu)．BD[同種元素的原子可以按不同結(jié)構(gòu)排列，形成不同的物質(zhì)，不同物質(zhì)的物理性質(zhì)不同，如同是由碳元素組成的石墨和金剛石的物質(zhì)密度、機械強度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和光學(xué)性質(zhì)等都有很大差別，所以B、D正確，A、C錯誤．](1)各種晶體都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性．(2)物體的宏觀性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)決定的，單晶體與非晶體的物理性質(zhì)不同，是因為微觀結(jié)構(gòu)不同，單晶體各向異性也是由粒子排列的特點決定的．eq\o([跟進訓(xùn)練])2．(多選)2010年諾貝爾物理學(xué)獎授予安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進行反復(fù)的粘貼與撕開，使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識判斷，下列說法正確的是()石墨的微觀結(jié)構(gòu)石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的CD[晶體、非晶體都是對固體而言的，晶體有固定熔點，規(guī)則結(jié)構(gòu)，非晶體沒有，石墨、石墨烯與金剛石都是晶體，石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的素的單質(zhì)，它們互為同素異形體，他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，故A、B錯誤，C、D正確．]考點3液晶液晶電視已經(jīng)走進尋常百姓家，液晶顯示器是如何顯示各種顏色的呢？[提示]在液晶中摻入少量多色性染料，當(dāng)液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光吸收強度不一樣，從而顯示出各種顏色．1．液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有單晶體的各向異性的特點．原因是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個方向看，液晶的分子排列比較整齊，有特殊的取向．(2)液晶具有液體的流動性．原因是從另一方向看液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有一定的流動性．(3)液晶分子的排列特點．液晶分子的排列特點是從某個方向上看，液晶分子的排列比較整齊；但是從另一個方向看，液晶分子的排列又是雜亂無章的．(4)液晶的物理性質(zhì)．液晶的物理性質(zhì)很容易受外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度等)發(fā)生改變．2．液晶的主要應(yīng)用(1)利用向列型液晶的性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器．(2)膽甾型液晶在溫度改變時會改變顏色．隨著溫度的升高，色彩按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序變化，溫度下降時又按相反順序變色，而且靈敏度很高，在不到1℃的溫差內(nèi)就可以顯出整個色譜．利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測溫度．【典例3】(多選)關(guān)于液晶的分子排列，下列說法正確的是()A．液晶分子在特定方向排列整齊B．液晶分子的排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化C．液晶分子的排列整齊且穩(wěn)定D．液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定[思路點撥](1)液晶分子一般是長棒狀、碟狀或板狀，在特定方向排列有序．(2)外界條件變化，分子排列會發(fā)生變化．AB[液晶分子在特定方向上排列比較整齊，故A正確；液晶分子排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化，故B正確，C錯誤；液晶的物理性質(zhì)不穩(wěn)定，例如有一種液晶，在外加電壓的影響下，會由透明狀態(tài)變成渾濁狀態(tài)，去掉電壓，又恢復(fù)透明狀態(tài)，故D錯誤．](1)液晶既有液體的流動性和連續(xù)性，表現(xiàn)不夠穩(wěn)定，又具有晶體的一些各向異性特點，是某些特殊的有機化合物．(2)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度等)下發(fā)生改變．eq\o([跟進訓(xùn)練])3．(多選)關(guān)于液晶，下列說法中正確的有()A．液晶是一種晶體B．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化CD[液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，A錯誤；雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，B錯誤；外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)，例如溫度、壓力、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，C、D正確．]1．物理觀念：晶體、非晶體、單晶體和液晶、晶體的微觀結(jié)構(gòu)．2．科學(xué)思維：液晶、新材料的應(yīng)用，用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的性質(zhì)．3．科學(xué)方法：觀察法、實驗法、對比法等．1．(多選)某種物體表現(xiàn)出各向同性的物理性質(zhì)，則可以判斷這種物質(zhì)()A．不一定是多晶體 B．不一定是單晶體C．一定不是單晶體 D．一定是非晶體AC[因為非晶體和多晶體都表現(xiàn)出各向同性，故A正確，D錯誤；單晶體一定表現(xiàn)出各向異性，故B錯誤，C正確．]2．(多選)下列有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)敘述正確的是()A．在晶體內(nèi)部，組成晶體的物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的B．晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有周期性C．在晶體內(nèi)部，組成晶體的物質(zhì)微?？梢宰杂蛇\動D．組成晶體的微粒只能做微小的振動BD[在晶體的內(nèi)部，組成晶體的物質(zhì)微粒是有規(guī)則排列的，A錯誤；晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有周期性，且微粒間存