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观察食盐颗粒和松香的外形，它们的外形各有怎样的特征？
再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么样的差别吗？
新课导入
食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。
第4节 固体
[教材链接]阅读教材“晶体和非晶体”相关内容,完成下列填空:
(1)固体的分类:固体可以分为　　　　和　　　　　两类 ,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔化温度.
(2)晶体的分类:晶体分为　　　　　和　　　　　.整个物体就是一个晶体粒的叫作单晶体.如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的　　　　　组成的,这样的物体就叫作多晶体.
(3)单晶体具有　　　　的几何形状,多晶体和非晶体没有　　　　的几何形状 .
学习任务一
学习任务一 晶体与非晶体
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
单晶体
确定
确定
(4)各向异性和各向同性:晶体的物理性质与　　　　有关,这种特性叫作各向异性.非晶体的物理性质在　　　　　　　都是　　　　的,这种特性叫作各向同性;由于多晶体是许多　　　　　杂乱无章地组合而成的,多晶体的物理性质也是各向同性.

方向
各个方向上
相同
单晶体
[科学探究]
学习任务一
学习任务一 晶体与非晶体
观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状
玻璃（非晶体）在各个方向上导热性能是相同的
云母（晶体）在各个方向上导热性能是不同的
说明：
[科学探究]
学习任务一
学习任务一 晶体与非晶体
观察方解石晶体是各向异性
把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象
o
e
双折射
（如方解石）
[物理观念]晶体和非晶体的区别
学习任务一
学习任务一 晶体与非晶体
（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：
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．
晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性）
晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
（3）熔点：
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）
非晶体具有各向同性.
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．
[物理观念]晶体和非晶体的联系
学习任务一
学习任务一 晶体与非晶体
(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．
天然水晶是晶体 石英玻璃是非晶体
熔化后再凝固
石英等晶体
漫长的地址年代
火山玻璃（火山喷发出来的熔岩，迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石）
例1 [2023·北京八中月考] 随着科技的发展国家对晶体材料的研究越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　)　　　　　　　　　　　　　
A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形
B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
C.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性
D.玻璃和食盐都是晶体,蔗糖是非晶体
学习任务一
C
[解析]多晶体和非晶体都没有规则的几何外形,故A错误;
晶体和非晶体都有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,故B错误;
食盐和蔗糖是晶体,玻璃是非晶体,D错误;
多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,故C正确.
变式1 固体甲和乙在一定压强下的熔化曲线如图,纵轴表示温度,横轴表示时间,下列说法正确的是 (　)
A.固体甲一定是晶体,固体乙不一定是非晶体
B.甲一定有确定的几何外形,乙一定没有确定的几何外形
C.在热传导方面甲一定表现出各向异性,乙一定表现出各向同性
D.甲和乙的化学成分可能相同
学习任务一
D
[解析]固体甲在ab段表示熔化的过程,温度保持不变,因此一定是晶体;而固体乙在整个升温的过程中,没有固定的熔点,因此一定是非晶体,A错误;
如果固体甲是多晶体,也没有确定的几何外形,B错误;
如果甲是多晶体,则不表现为各向异性,C错误;
同种化学成分,有时可以形成晶体,有时也可以形成非晶体,D正确.
【要点总结】
1.区分晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点,区分单晶体与多晶体的关键是看有无规则的几何形状及物理性质是各向异性还是各向同性.
2.单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性,而是单晶体往往只有某种物理性质具有明显的各向异性.
3.由于多晶体和非晶体都具有各向同性及无规则的几何形状的特点,所以仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是多晶体还是非晶体.
学习任务一
[链接教材] (1)单晶体具有规则的几何外形,物理性质方面表现为各向异性,而非晶体却没有规则的几何外形,并且物理性质方面表现为各向同性.产生这些不同的根本原因是　　　　　　　　　　　.
(2)如图是食盐晶体中的氯离子和钠离子分布的示意图.氯离子和钠离子在图示位置并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动,它们在　　　　　　　,结构图中所画的那些点,是它们振动的　　　　　　.
学习任务二 晶体的微观结构
学习任务二
它们的微观结构不同
不停地振动
平衡位置
[教材链接]阅读教材“晶体的微观结构”相关内容,完成下列填空:
(1)规则性:组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)是依照一定的　　　　在空间中整齐地排列的,具有空间上的　　　　　.
(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　　　　　　在空间分布,例如碳原子按不同的空间分布排列可形成
　　　　和　　　　　.
(3)同一种物质也可能以　　　　和　　　　　两种不同的形态出现.有些非晶体在一定条件下也可以转化为　　　　.
学习任务二
规则
周期性
不同规则
石墨
金刚石
晶体
非晶体
晶体
[物理观念]
学习任务二 晶体的微观结构
学习任务二
20世纪70年代，通过电子显微镜观察到钍、铀原子的像。1982年，扫描隧道显微镜问世，观察到原子在物质表面的排列状况。
[物理观念] 1.晶体微观结构的特点
学习任务二 晶体的微观结构
学习任务二
（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。
①品体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释。
②单品体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的。
③多品体是单品体杂乱无章地组合而成，单晶体的物理性质各向异性被抵消了，从整体来看物理性质变为各向同性。
学习任务二 晶体的微观结构
学习任务二
（2）晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离。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。
（3）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。例如:石墨和金刚石的微观结构:
石墨
金刚石
注意：模型图里的点只是微粒做震动的平衡位置。
[物理观念] 1.晶体微观结构的特点
[物理观念]
学习任务二 晶体的微观结构
学习任务二
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，引起晶体的不同方向上物理
性质的不同。
（3）晶体的熔点为什么固定？
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。
例2 观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯
的微观结构,判断下列几种说法的正误,并说明原因.
(1)它们的物理性质有很大的差异.
(2)金刚石是单晶体,富勒烯是多晶体.
(3)它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同.
学习任务二
[答案] (1)正确,见解析　(2)错误,见解析　(3)正确,见解析
[解析] (1)它们是同素异形体,由于结构不同,彼此间物理性质有很大差异,故正确;
(2)由金刚石和富勒烯的排列规则可知它们都是单晶体,故错误;
(3)金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯它们是同素异形体,即由相同元素组成,不同形态的单质,它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同,故正确.
变式2 [2023·衡水中学期末] 食盐是我们生活中不可缺少的调味品,中国人大约在神农氏与黄帝的时期就开始煮盐.通过研究,我们知道了食盐的微观结构如图所示,则下列说法正确的是(　)
A.食盐晶体是正六面体
B.食盐所有的物理性质都具有各向异性
C.食盐颗粒受潮粘连成食盐块时,形状不规则,是非晶体
D.食盐在熔化时,要吸收热量,温度保持不变,所以内能也不变
学习任务二
A
[解析]食盐晶体是正六面体,选项A正确;
食盐具有各向异性,但并非所有的物理性质都具有各向异性,选项B错误;
食盐颗粒受潮粘连成食盐块时,形状不规则,但仍是晶体,选项C错误;
食盐在熔化时,要吸收热量,温度保持不变,分子平均动能不变,分子势能增加,所以内能增加,选项D错误.
【要点总结】
1.对单晶体各向异性的解释
图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.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.因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,
才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.
2.对晶体具有确定熔点的解释
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.
学习任务二
课堂小结
固体
晶体：
非晶体：
多晶体
单晶体
有（天然）规则的几何形状
有确定的熔点
某些物理性质（导电、导热、光学性质）可表现为各向异性
无规则的几何形状
导电、导热、光学性质表现为各向同性
无（天然）规则的几何形状
无确定的熔点
导电、导热、光学性质表现为各向同性
固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志．
温度
时间
固态
固液共存
液态
T0
硬
软
流动
具有规则几何形状的固体不一定是晶体．例如：有规则形状的蜡烛不是晶体，而是非晶体。
课后习题
1.某人为了检验一块薄片物质是否为晶体，做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立Oxy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等。在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。于是得出结论：这块薄片是非晶体。请说明：以上结论科学吗？为什么？
课后习题
2.食盐晶体的结构可以用钠离子和氯离子空间分布的示意图表示（图2.4-8），图中相邻离子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度ρ为2.17×103kg/m3外，还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式。提示：图中最小立方体的个数与离子数目相等。
课后习题
3.内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状。图2.4-13表示了岩盐晶体的平面结构：粉红点为氯离子，灰点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形，作分界线AA1，使它平行于正方形的对角线，作分界线BB1，使它平行于正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子M和N，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以M、N为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用。
（1）如果F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F的多少倍？为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律。
（2）根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中AA1分界线断开？提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的。

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