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第一节
物质的聚集状态与晶体的常识
第1课时
第三章　晶体结构与性质
自然界中，水是一种常见的物质，其状态为固态(冰)、液态(水)和气态(水蒸气)，那么，这三种状态之间是如何转化的呢？
问题：物质的聚集状态从宏观和微观角度上分析都有哪些变化？
固态
液态
气态
气化
(吸热)
液化
(放热)
凝固
(放热)
融化
(吸热)
升华
(吸热)
凝华
(放热)
物质三态间的相互转化
物质的聚集状态
气态
20世纪前，人们以为 是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质固、液、气三态的相互转化只是 距离发生了变化。
分子
分子间
液态
固态
物质的聚集状态
20世纪初，通过 等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
X射线衍射
X射线衍射仪
氯化钠
金刚石
石墨
二氧化硅
等离子体
气态和液态物质不一定都是由分子构成。
物质的聚集状态
如：等离子体由_____、_______和___________(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
电子
阳离子
电中性粒子
固体
液体
气体
能量
温度
能量
温度
能量
温度
分子
激化分子
离子
自由电子
分子碎片(高能量)
等离子体形成过程
任务一：比较气体和等离子体
气体 等离子体
导电性质 不导电 导电
结构 分子、原子 电子、阳离子、电中性粒子（分子原子）
任务一：比较气体和等离子体
如：离子液体是熔点不高的仅由________组成的液体物质。
离子
2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl4-和有机阳离子构成电解质溶液
(离子液体)
气态和液态物质不一定都是由分子构成。
物质的聚集状态
任务二：比较液体和离子液体
液体 离子液体
导电性质 可能导电 导电
结构 分子、离子 阳离子、阴离子
任务二：比较液体和离子液体
物质的聚集状态
物质的
聚集状态
气态
液态
固态
晶态
其他物质聚集状态
液晶态
介于液态和晶态之间的物质状态
液晶的温度范围
固体
液晶
液体
T1(熔点)
T2(澄清点)
温度逐渐升高
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
非晶态
液态 晶态 液晶态
性质 各向同性 各向异性，自范性 兼有晶体和液体的性质
排列结构 排列较紧密，无序 排列有序 有取向无位置
任务三：比较液态、晶体和液晶态
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
液晶的分类及塑晶态
1889年，德国人莱曼将熔点至澄清点温度范围内的物质状态命名为液晶，后称热致液晶。
相对于热致液晶，从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。
塑晶态
一类具有塑性的固态晶体，介乎晶态与非晶态之间
2.液晶
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态。
分类
热致液晶
溶致液晶
液体的某些性质：
晶体的某些性质：
性质
流动性、黏度、形变性等
导热性、各向异性等
问题：
1、阅读和思考液晶的性质和结构，分析液晶和晶体的结构和性质差异？
2、如何判断固体物质是晶体还是非晶体？
3、晶体与非晶体有什么本质差异呢？
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
如：将熔化的蜂蜡薄薄地涂在玻璃片上，用一根烧热的缝衣针接触蜂蜡，蜂蜡熔化的区域的形状如图甲；将玻璃片换成云母片，则熔化的区域为图乙
晶体与非晶体
晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性(如强度、导热性、光学性质等)。非晶体无各向异性，在各个方向上都是相同的所以是各向同性
玻璃片
非晶体
甲
云母片
晶体
乙
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
晶体与非晶体
晶体
非晶体
温度
时间
温度
时间
温度
时间
温度
时间
晶体
非晶体
物质熔化时的温度变化曲线
晶体具有固定的熔点凝固点，而非晶体则无
物质凝固时的温度变化曲线
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
晶体与非晶体
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
晶体与非晶体
由原子、分子或离子等微粒在三维空间按一定规律、周期性重复排列所构成的固体物质。简单的说，晶体是具有格子构造的固体
晶体
二氧化硅
非晶体
二氧化硅
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
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 大多数固体 玻璃、橡胶、炭黑等
任务三：比较液晶、晶体和非晶体
液晶 晶体 非晶体
性质 兼有液体和晶体的部分性质（流动性和导电性、各性异性） 各向异性、自范性 (能自发呈现多面体外形) 各向同性、无自范性
结构 排列有取向序、无位置序、分子滑动 原子在三维空间里呈 周期性有序排列 原子排列相对无序
硫酸铜结晶
醋酸钠结晶
任务四：比较液晶、晶体和非晶体
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态)。
天然水晶球的玛瑙和水晶
晶体非晶体
任务五：晶体的制备
内部微粒(原子、离子或分子)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。
玻璃
橡胶
炭黑
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
任务五：晶体的制备
晶体非晶体
从熔融态结晶出来的硫晶体
凝华得到的碘晶体
从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体
思考：实验室如何得到这些美丽的晶体呢？
任务五：晶体的制备
实验3-1
任务五：晶体的制备
实验探究：观察晶体
硫黄粉
自然冷却
淡黄色的菱形硫黄晶体
熔融态硫
加热
获取硫黄晶体
实验现象
任务五：晶体的制备
实验探究：观察晶体
获取碘晶体
实验现象
加热时，烧杯内产生大量 气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的 ，最后消失，表面皿底部出现 晶体颗粒
紫色气体渐渐消褪
紫色
紫黑色
任务五：晶体的制备
实验探究：观察晶体
获取氯化钠晶体
实验现象
在烧杯底部慢慢析出立方体的_________晶体颗粒
无色
任务五：晶体的制备
获得晶体的三条途径
熔融态物质自然冷却凝固
途径一
气态物质冷却不经液态直物质冷却不经液态直接凝固(凝华)
途径二
溶质从溶液中析出
途径三
任务五：晶体的制备
晶体与非晶体
A
本质差异
原子或分子的排列是否具有三维空间的周期性有序排列
B
物理性质的差异
强度、熔点、导热性、光学性质等
对固体进行X射线衍射实验
C
区分晶体和非晶体最可靠的的科学方法
归纳总结

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