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第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第一课时　晶体与非晶体
祖母绿
金刚石
水晶SiO2
玻璃
石蜡
松香
橡胶
物质三态间的互相转化
20世纪前，人们认为物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现
1、许多常见的晶体中并无分子。
2、物质的聚集状态也呈现多样性。
一、物质的凝聚状态
1、气态
普通气体
等离子体
气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。
（1）概念：
③带电粒子具有良好的导电性和流动性。
（2）特点
①整体呈电中性的气体
（3）存在
②有带电粒子（电子、阳离子），还有电中性粒子
（4）应用
①运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；
②利用等高子体可以进行化学合成；
③核聚变也是在等离子态下发生的等。
日光灯和霓虹灯的灯管里
蜡烛的火焰中
极光和雷电里
熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
2、液态
普通液体
离子液体
3、固态
晶体
非晶体
【思考】物质除了气态、液态、固态还会有其他状态吗？
【思考】如果有，会是什么状态？
如高温下的KCl，KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。
4、液晶态和塑晶态
（1）定义：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态， 这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。
（2）分类
①热致液晶：某化合物加热达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定的温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为热致液晶。
②溶致液晶：从溶液中获得的液晶称为溶致液晶，即胶束等。
液晶态
介于液态和晶态之间的物质状态
流动性、黏度、形变性等
导热性、光学性质等
（3）特性
（4）实用液晶在常温下十分稳定。
已经获得实际应用的热致液晶均为刚性棒状强极性（或易于极化的）分子，其分子有取向序，分子的长轴取向一致，但无位置序，分子可滑动。此外，还有平板状、盘状、叶状分子等液晶。
棒状分子液晶内部分子排列示意图
①手机、电脑和电视的液晶显示器
②合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
（5）用途
练习1： 正误判断
(1) 物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( )
(2) 等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性( )
(3) 液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶( )
×
√
√
练习2：等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是
A. 等离子体显示器 B. 日光灯和霓虹灯
C. 把水温升高到几千摄氏度 D. 液晶显示器
D
练习4、下列有关液晶的叙述不正确的是（ ）
A.具有液体的流动性、晶体的各向异性
B.用来制造液晶显示器
C.不是物质的一种聚集状态
D.液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
C
练习3、下列关于等离子体的叙述错误的是（ ）
A.是物质的一种聚集状态 B.是一种混合物存在状态
C.具有导电性 D.基本构成微粒只有阴、阳离子
D
判断下列物质是晶体还是非晶体
松香
橡胶
水晶SiO2
石蜡
1、概念：
2、常见的晶体和非晶体
晶体：冰、铁、铜、金刚石、石英、氯化钠等。
非晶体：玻璃、橡胶等。
二、晶体与非晶体
非晶体：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。
晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。
3、分类：
晶体
根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
Be3Al2[Si6O18]祖母绿
干冰
钻石
4、晶体的特点
②形成条件：晶体生长的速率适当
③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列
①定义：晶体能自发呈现多面体外形的性质。
（1）自范性
【思考】哪张图表示的是晶体？
外层快速固化—无晶体外形的晶体
玛瑙
水晶
内部缓慢形成--晶体
天然水晶球
岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的
玛瑙
水晶
熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形
熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形
（2）各向异性：同一晶体，在不同的方向上具有不同的物理性质。
同一晶体中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的许多物理性质，如硬度、导热性、导电性、光学性质等，常常随方向的不同而有所差异。
非晶体则不具有物理性质各向异性的特点
【小结】如何区分晶体与非晶体？
5、晶体与非晶体的区别
（1）本质区别
固体 自范性 微观结构
晶体 有 （能自发呈现多面体外形） 原子在三维空间里
呈周期性有序排列
非晶体 没有 （不能自发呈现多面体外形） 原子排列相对无序
（2）实验
①晶体的熔点固定。非晶体没有固定的熔点。
②晶体能使X-射线产生衍射，测定晶体结构的重要实验。非晶体只有散射效应。
非晶体，其质点排列不整齐。
观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射
思考与讨论1：某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？
思考与讨论2：根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在人力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体,如玻璃、塑料等相关制品。
思考与讨论3：(1)具有规则几何外形的固体, 一定是晶体吗？
思考与讨论3：(2)某种晶体的物质呈现的状态一定是晶体吗？
不一定。同一种物质既可以有晶体状态也可以有非晶体状态。
NaCl固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可逆过程。根据晶体的自范性可知，在溶解和结晶的过程中，离子会自发地规则排列，形成规则的立方体。
思考与讨论3：（3）在一定温度下，将一不规则的NaCl固体，放入饱和NaCl溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为什么？
1. 正误判断
(1) 晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各
向异性( )
(2) 熔融态物质快速冷却即得到晶体( )
(3) 熔融的硝酸钾冷却可得晶体，故液态玻璃冷却也能得到
晶体( )
(4) 粉末状的固体也有可能是晶体( )
(5) 晶体一定比非晶体的熔点高( )
(6) 有规则几何外形的固体一定是晶体( )
×
×
×
√
×
×
2. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是
A. 破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B. 缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则的
立方体晶块
C. 圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D. 由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
√
3. 晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上
的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层
平行的方向上的电导率的。
晶体的各向异性主要表现在
① 硬度　② 导热性　③ 导电性　④ 光学性质
A. ①③ B. ②④ C. ①②③ D. ①②③④
√
4.普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　)
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列,水晶的基本构成粒
子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
5.下列物质都是固体,其中不属于晶体的是(　　)
①橡胶　②水晶　③冰　④干冰　⑤冰醋酸　⑥石蜡 ⑦玻璃
A.①⑥⑦ B.①②⑦ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦
√
√
易错提醒
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体, 也可以是非晶体, 如水晶和石英玻璃。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶
体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，
也可以具有美观、对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有
固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形。
1.下列关于等离子体的叙述错误的是
A. 是物质的一种聚集状态
B. 是一种混合物存在状态
C. 具有导电性
D. 基本构成微粒只有阴、阳离子
√
随堂练习
2.下列有关液晶的叙述不正确的是
A. 具有液体的流动性、晶体的各向异性
B. 用来制造液晶显示器
C. 不是物质的一种聚集状态
D. 液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易
受温度、压力和电场的影响
√
随堂练习
3.下列有关晶体和非晶体的说法正确的是
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X射线发生有
规律的衍射
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
√
随堂练习
4.要得到较大颗粒的明矾晶体，在结晶时可采取的操作是
A. 配制比室温高10～20 ℃的明矾饱和溶液，然后浸入悬挂的明
矾小晶核，室温下静置
B. 在沸水中配制明矾饱和溶液，然后急速冷却结晶
C. 室温下，在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核，静置
D. 快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出
√
随堂练习
5.下列关于晶体性质的叙述不正确的是
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的
多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然
结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
√
随堂练习

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