资源简介

4　固体
学习任务一　晶体和非晶体
[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.
(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,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔化温度.
(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.
晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形特征 有天然规则的几何形状 没有规则的几何形状 没有规则的几何形状
物理性质 (1)有确定的熔点 (2)各向异性 (1)有确定的熔点 (2)各向同性 (1)没有确定的熔化温度 (2)各向同性
典型物质 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶
[科学探究] 在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面,石蜡熔化,如图所示.玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形,说明玻璃片沿各个方向的导热性能　　　　.云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形,说明云母片沿各个方向的导热性能　　　　　.
例1 [2024·北京四中月考] 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
[反思感悟]
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
[反思感悟]



【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.
学习任务二　晶体的微观结构
[物理观念] (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　　　　　　.
[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　　　　.
例2 [2024·江苏徐州一中月考] 白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷,图为黑磷的微观结构,其原子以一定的规则有序排列.下列说法正确的是 (　)
A.黑磷是晶体材料
B.黑磷熔化过程中温度升高
C.黑磷中每个分子都是固定不动的
D.同质量的白磷和黑磷分子数目不同
[反思感悟]


变式2 (多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开,使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯.石墨烯是碳的二维结构.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构.根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是 (　)
A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B.石墨是单质,石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
【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.
1.(非晶体)(多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有 (　)
A.没有固定的熔点
B.天然具有规则的几何形状
C.沿不同方向的导热性能相同
D.分子在空间上周期性排列
2.(晶体和非晶体)[2024·河北正定中学月考] 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.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
C.单晶体和多晶体都具有确定的几何形状
D.一定条件下,晶体可以转化为非晶体,但非晶体不能转化为晶体
3.(晶体的微观结构)[2024·山东烟台二中月考] 石墨烯是从石墨中分离出的新材料,其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构,如图所示,
则正确的是 (　)
A.石墨是非晶体
B.单层石墨烯的厚度约为2 μm
C.石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
D.碳原子在六边形顶点附近不停地振动
4　固体
[教材链接] (1)晶体　非晶体　(2)单晶体　多晶体　单晶体　(3)确定　确定　(4)方向　各个方向上　相同　单晶体
[科学探究] 相同　不相同
例1　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　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.
[物理观念] (1)它们的微观结构不同　(2)不停地振动　平衡位置
[教材链接] (1)规则　周期性　(2)不同规则　石墨　金刚石　(3)晶体　非晶体　晶体
例2　A　[解析] 根据图示可知,黑磷的微观结构呈现空间上规则排列,具有空间上的周期性,属于晶体材料,因而黑磷具有固定的熔点,熔化过程中温度不变,故A正确,B错误;组成物质的分子总是在做无规则热运动,故C错误;组成白磷和黑磷的分子是同一种分子,所以同质量的白磷和黑磷分子数目相同,故D错误.
变式2　CD　[解析] 石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质,A、B错误,C正确;两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的,D正确.
随堂巩固
1.AC　[解析] 非晶体没有固定的熔点,晶体有固定的熔点,故选项A正确;非晶体没有天然的规则的几何形状,单晶体才有,故选项B错误;非晶体具有各向同性,故选项C正确;非晶体分子在空间上的排列没有规律,故选项D错误.
2.B　[解析] 金刚石、食盐和水晶是晶体,玻璃是非晶体,故A错误;单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故B正确;单晶体具有确定的几何形状,多晶体没有确定的几何形状,故C错误;一定条件下,晶体、非晶体可以相互转化,故D错误.
3.D　[解析] 石墨是晶体,A错误;单层石墨烯的厚度约为原子尺寸10-10 m,B错误;石墨烯是石墨中提取出来的新材料,C错误;根据分子动理论,固体分子在平衡位置附近不停地振动,D正确.

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