第九章第1节.docx

第九章第1节.docx

《第九章第1节.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章第1节.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第九章第1节

第1节　固体

1．知道晶体和非晶体的特点及区别，知道一些常见的晶体和非晶体。

2．知道单晶体和多晶体的区别，了解各向异性和各向同性。

3．了解晶体的微观结构，知道晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。

一、晶体和非晶体

1．固体的分类

（1）

晶体，如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。

（2）

非晶体，如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。

2．晶体与非晶体的区别

二、晶体的微观结构

1．各种晶体内部的微粒是按照一定的规则排列的，具有空间上的

周期性。

2．组成同一物质的微粒，如果按照不同规则在空间分布，可以生成不同的

晶体。

如碳原子按不同规则排列，可以成为

石墨，也可以成为

金刚石。

3．固体微粒的热运动表现为在

平衡位置附近做微小振动。

4．物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的，晶体和非晶体之间可以在一定条件下

相互转化。

判一判

（1）晶体和非晶体都有固定的熔点。

（　　）

（2）非晶体内分子的排列是无规则的。

（　　）

（3）可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体。

（　　）

（4）一块固体，若其各个方向的导热性相同，则这块固体一定是多晶体。

（　　）

提示：

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×

课堂任务

　晶体与非晶体的区别

关于晶体和非晶体的正确判断

1．根据几何形状判断某一固体是晶体还是非晶体时，要注意以下误区：

误把多晶体认为非晶体，由于多晶体是由很多个单晶体粘合在一起所组成的晶体，从宏观形状上看，它没有天然规则的几何形状，所以我们很有可能把它误以为是非晶体，但它实际上是晶体。

利用熔点进行晶体和非晶体的判断时不能运用主观经验，例如对蔗糖进行判断时，人们往往会以为从未见过蔗糖的液态形式，不会存在液态形式，故而判断其没有确定熔点，为非晶体。

所以，大家在进行晶体和非晶体的判断时要认真分析，不要盲目判断，以免判断错误。

2．单晶体有天然规则的几何外形，例如食盐的晶体是立方体形（如图甲），明矾晶体是八面体形（如图乙），石英晶体的中间是一个六棱柱，两端是六棱锥（如图丙）。

非晶体又称玻璃体，是不能形成结晶的固体。

非晶体与晶体在微观结构上的本质区别在于：

非晶体内部粒子排列不存在长程有序性。

晶体有确定的熔点，而非晶体没有。

3．晶体和非晶体在外形上及物理性质上均有区别，但晶体和非晶体的区分又不是绝对的，这是因为某种物质是晶体还是非晶体并不是截然划分的，在一定的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（即水晶玻璃）就是非晶体。

用超急冷方法使金属熔液凝固，金属材料会因为来不及结晶而形成非晶体。

例1　（多选）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（　　）

A．有规则的几何外形的固体一定是晶体

B．晶体在物理性质上一定是各向异性的

C．非晶体在适当的条件下可能转化为晶体

D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

[规范解答]　因为外形是否规则可以用人工的方法处理，所以A错误；多晶体在物理性质上是各向同性的，B错误；实验证明非晶体和晶体在一定条件下可以相互转化，C正确；晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点，D正确。

[完美答案]　CD

判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法

区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或几何形状不一定能判断某一固体是晶体还是非晶体。

区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性或天然规则的几何形状，单晶体表现出各向异性，有天然规则的几何形状，而多晶体表现出各向同性，没有天然规则的几何形状。

　（多选）下列说法中正确的是（　　）

A．显示各向异性的物体必定是晶体

B．不显示各向异性的物体必定是非晶体

C．具有确定熔点的物体必定是晶体

D．不具有确定熔点的物体必定是非晶体

答案　ACD

解析　非晶体和多晶体都显示各向同性，所以A正确，B错误。

晶体不论是单晶体还是多晶体都具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，所以C、D都正确。

课堂任务

　对晶体微观结构的认识

用晶体的微观结构理论解释晶体的特性

1．各向异性的微观理解

如图所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况，从图中可以看出，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。

线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少。

正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上的物理性质不同。

2．对熔点的解释

给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化。

熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。

3.有的物质有几种晶体，这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。

例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大的不同；白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。

　多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（晶粒）组成，每个小晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和天然规则的几何外形，由于晶粒在多晶体内杂乱无章地排列着，所以多晶体没有天然规则的几何形状，也不显示各向异性。

例2　下列说法错误的是（　　）

A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的

B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为构成它们的物质微粒能够形成不同的空间结构

C．凡各向同性的物质一定是非晶体

D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的

[规范解答]　晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质，C错误。

[完美答案]　C

正确理解单晶体的各向异性

（1）在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。

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通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。

（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、石膏晶体在导热性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上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。

③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。

④方解石晶体在光的折射上表现出显著的各向异性——沿不同方向的折射率不同。

　（多选）晶体具有各向异性的特点是由于（　　）

A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同

B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同

C．晶体内部结构的无规则性

D．晶体内部结构的有规则性

答案　AD

解析　晶体的各向异性是由于晶体内部结构的有规则性，使不同的方向上物质微粒的排列情况不同。

A组：

合格性水平训练

1．（晶体和非晶体）（多选）关于晶体和非晶体，下列几种说法中正确的是（　　）

A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体

B．晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性

C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体

D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度

答案　BD

解析　单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性，单晶体有天然规则外形，多晶体没有天然规则外形，晶体与非晶体的区别在于晶体有固定的熔点。

2．（晶体和非晶体）（多选）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体

B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的

C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的

答案　BC

解析　玻璃是非晶体，A错误；多晶体是各向同性的，D错误。

3．（晶体和非晶体）某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体（　　）

A．一定是非晶体

B．可能具有确定的熔点

C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形

D．一定是多晶体，因为它具有各向同性的物理性质

答案　B

解析　此球形物质不能判断其外形是天然形成的，故C错误；其各向导热性能相同，故可能为多晶体或非晶体，A、D错误；当物质为多晶体时，有确定的熔点，B正确。

4．（晶体和非晶体）在如图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是（　　）

答案　C

解析　首先分清晶体与非晶体的图象。

晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D错误；其次分清熔化是固体→液体，达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故B错误，C正确。

5．（晶体的微观结构）石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于（　　）

A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的

B．它们的化学成分不同

C．它们都是各向同性的

D．组成它们的物质微粒按不同的规则排列

答案　D

解析　物质的性质由物质微粒的微观结构决定，石墨和金刚石都是由碳原子组成的单晶体，但其原子排列结构不同，化学成分是相同的。

6．（晶体的微观结构）（多选）下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是（　　）

A．20世纪初通过X射线在晶体衍射的实验证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规则排列的

B．组成晶体的物质微粒，没有一定的排列规则，在空间杂乱无章地排列着

C．晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力，这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样，将微粒约束在一定的平衡位置上

D．热运动时，晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动

答案　AC

解析　劳厄在1912年用X射线证实了晶体内部结构的规律性。

而晶体内部微粒都只能在各自的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果。

7．（晶体的微观结构）（多选）有关晶体的排列结构，下列说法正确的是（　　）

A．同种元素原子按不同规则排列有相同的物理性质

B．同种元素原子按不同规则排列有不同的物理性质

C．同种元素形成晶体只有一种排列规则

D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规则

答案　BD

解析　同一种元素形成晶体可能有不同的规则排列。

如金刚石和石墨、红磷和白磷，由于它们的规则不同排列。

决定了它们有不同的物理性质。

B组：

等级性水平训练

8．（晶体和非晶体）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

答案　D

解析　只有单晶体才表现为各向异性，故A错误；单晶体有天然规则的几何形状，而多晶体无天然规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错误；大块塑料是非晶体，粉碎成形状相同的颗粒，依然是非晶体，C错误；晶体和非晶体的一个重要区别，就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D正确。

9.（晶体和非晶体）如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。

从图中可以确定的是（　　）

A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0

B．曲线M的bc段表示固液共存状态

C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态

D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态

答案　B

解析　根据实际可知，晶体与非晶体的最大区别就是晶体有固体的熔点，即当晶体因温度升高而熔化时，在熔化过程中晶体的温度将保持不变，只有晶体全部熔化后其温度才继续上升，而非晶体没有这个特点，结合题目中的图象特点可知答案为B。

10．（晶体和非晶体）如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽BC的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R，则这块样品是（　　）

A．金属B．多晶体C．单晶体D．非晶体

答案　C

解析　因两个方向电阻相等，而这两个方向的长度和横截面积不等，所以，该样品的导电性能为各向异性，该样品必是单晶体，所以C正确。

11．（综合）下列说法中正确的是（　　）

A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体

B．同一种物质只能形成一种晶体

C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的

D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状

答案　D

解析　所有的金属都是晶体，因而黄金也是晶体，故A错误。

同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错误。

单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性，有些物理性质各向同性，故C错误。

玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状，故D正确。

12．（综合）（多选）下列叙述中正确的是（　　）

A．晶体的各向异性是由于它的微粒在空间按一定的规则排列

B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列

C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点

D．石墨的硬度比金刚石差很多，是由于它的微粒在空间的排列规则与金刚石不同

答案　AB

解析　晶体内部微粒的排列规则决定了晶体的物理性质具有各向异性；单晶体的微粒按一定规则排列，使单晶体具有规则的几何形状，A、B正确；非晶体没有规则的几何形状，也没有确定的熔点，C错误。

石墨比金刚石的硬度差很多是由于它的内部微粒的排列规则与金刚石不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，D错误。