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(共46张PPT)
第5节　晶　体
第6节　新材料
第二章 气体、液体和固体
1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法。
2.知道单晶体和多晶体的区别。
3.了解晶体的微观结构。
4.知道常见的新型材料及其应用。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　晶体的微观结构
知识点一　晶体与非晶体
知识点三　液　晶
知识点四　新材料
知识点一　晶体与非晶体
1.如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：
图甲
图乙
(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同？
(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？
提示　(1)晶体有天然规则的几何外形，多晶体和非晶体无天然规则的几何外形。
(2)不一定。由于多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有规则的几何外形。
图甲
图乙
2.在玻璃片和云母片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触玻璃片及云母片的另一面，石蜡熔化后的形状如图所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？
提示　玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃沿各个方向的导热性能相同。云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能不相同。
1.固体分类
(1)固体可以分为______和________两类。晶体又可以分为____晶体与____晶体。
(2)石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等属于______，玻璃、松香、沥青、橡胶等都是________。
2.非晶体：______天然规则的几何形状，______固定的熔点。
3.晶体
(1)单晶体：____天然规则的几何形状，____固定的熔点。
(2)多晶体：______天然规则的几何形状，____固定的熔点。
晶体
非晶体
单
多
晶体
非晶体
没有
没有
有
有
没有
有
4.各向异性：单晶体在不同的方向上不仅导热性能______，机械强度、导电性能和光的折射率等其他物理性质也不同。
5.各向同性：非晶体沿__________的物理性质都是一样的。多晶体一般情况下是__________的。
不同
各个方向
各向同性
【思考】 1.某固体物质，如果在熔化的过程中，温度保持不变，则该固体物质一定是晶体吗？
提示　一定，这是因为所有的晶体(无论是单晶体还是多晶体)都具有确定的熔点，而非晶体没有。
2.某固体物质，若其各向导热性能不同，则该物质一定是单晶体吗？
提示　一定，这是因为固体中只有单晶体才具有各向异性。
B
例1 大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态：高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，正确的说法是 (　　)
A.不具有天然规则几何形状的物体一定不是晶体
B.多晶体是许多单晶体杂乱无章组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C.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
D.天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体
解析　多晶体是许多单晶体杂乱无章组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，A错误，B正确；单晶体的物理性质有些是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，C错误；天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)是非晶体，D错误。
1.区分晶体与非晶体的方法：根据有无确定的熔点判断，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体。
2.区分单晶体和多晶体的方法：根据是否具有各向异性，单晶体的某些物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。
C
例2 (根据粤教版教材P40观察与思考改编)如图所示，在A、B两种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图(a)、(b)所示，而A、B两种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(c)所示，则由此可判断出(　　)
A.A为单晶体 B.A为非晶体
C.B为单晶体 D.B为多晶体
解析　晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，由熔化曲线可知，A与B均为晶体，单晶体某些物理性质是各向异性的，多晶体是各向同性的，由题图可知A为多晶体，B为单晶体，故C正确。
知识点二　晶体的微观结构
　　　家庭、学校的门锁常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难。这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如，并且可以持续几个月之久。请你动手试一试，并回答其中的道理。
提示　石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不是很紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用。
1.在晶体中，晶体微粒都是按照一定的规则排列的，具有空间上的________。
晶体微粒间相互作用很强，其热运动不足以克服它们相互间的作用力而远离，最终表现为在某平衡位置附近不停地______。
2.在不同条件下，同种物质的微粒在空间按____________排列，会生成不同的晶体。例如碳原子按不同的空间分布排列可形成______和________。
周期性
振动
不同的规则
石墨
金刚石
3.组成晶体的微粒是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵，空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的__________。而非晶体内部的微粒是无规则地均匀排列的，没有一个方向比另一个方向特殊，因此表现为__________。
几何形状
各向同性
4.对晶体的微观解释
如图所示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，所以单晶体在不同方向上物理性质不同。
【思考】 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什么呢？
提示　单晶体和非晶体的微观结构不同。
2.金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？
提示　金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构，层与层间距离较大，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小。这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布会形成不同的晶体。
例3 (多选)下列说法正确的是(　　)
A.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
C.天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着
D.同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律一定相同
解析　固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体在一定的条件下可以相互转化，A错误；天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间的排列是规则的，具有空间上的周期性，C正确；相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体，组成它们的微粒能够按照不同的排列规律在空间分布，如金刚石与石墨，B正确，D错误。
BC
知识点三　液　晶
　　　笔记本、平板、手机都广泛应用液晶屏，液晶是液态的晶体吗？
提示　不是　液晶不是晶体，只是在物理性质上与某些晶体相似，具有各向异性。
1.定义：由固态向液态转化的中间态液体具有与晶体相似的性质，称为液态晶体，简称液晶。
2.性质：在力学性质上与______相同，具有流动性、连续性，可以形成液滴；在光学性质、电学性质等方面又具有明显的__________。
3.微观结构：液晶的分子有些是长棒状的，有些是碟状或板状的，长棒状液晶在自然状态下分子有彼此__________的倾向。
各向异性
液体
平行排列
4.应用
(1)液晶显示屏：用于手机、电脑显示器、液晶电视等。
(2)利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度。
(3)液晶在电子工业、航空、生物、医学等领域有广泛应用。
【思考】 1.液晶是液体与晶体的混合物吗？
提示　液晶是介于液态与固态之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以液晶还具有流动性，但液晶并不是液体与晶体的混合物。
2.液晶电视已经走进寻常百姓家，液晶显示器靠什么性质显示各种颜色的呢？
提示　光学性质和电学性质的各向异性。
CD
例4 (多选)液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层工作原理的说法正确的是(　　)
A.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B.液晶的光学性质不随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
D.利用液晶对光具有各向异性的特点
解析　液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，故A错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，液晶电视的工作原理是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故C正确，B错误；液晶显示器就是利用液晶对光具有各向异性的特点，故D正确。
知识点四　新材料
1.半导体材料：导电能力介于导体与绝缘体之间。半导体的导电性能可通过______来控制。
2.纳米材料：是指在三维空间中至少有一维处于______尺度范围(1～100 nm)或由它们作为重要单元构成的材料。
3.超材料：具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料，是将人造单元结构以特定方式排列形成的，具有特殊电磁特征的人造结构材料。典型的超材料包括左手材料、光子晶体、超磁材料等。
掺杂
纳米
例5 (多选)下列关于新材料的说法正确的是(　　)
A.半导体材料的导电能力介于导体与绝缘体之间
B.纳米材料是指三维空间的各个维度均处于纳米尺度范围的材料
C.超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料
D.石墨烯是石墨的一种材料，并不是新材料
解析　半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，故A正确；纳米材料是指在三维空间中至少有一个维度处于纳米尺度范围的材料，故B错误；超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料，故C正确；石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电和导热性能最强的一种新型纳米材料，故D错误。
AC
随堂对点自测
2
C
1.(晶体与非晶体)(2024·广东广州高二检测)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.有固定的熔点
B.具有天然规则的几何形状
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
解析　非晶体没有固定的熔点，选项A错误；根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，选项B、D错误；非晶体的物理性质在各个方向上是相同的，是各向同性，选项C正确。
A
2.(晶体的微观结构)下列关于晶体的叙述正确的是(　　)
A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.多晶体内部的分子排列是不规则的
C.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质
D.石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
解析　晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否具有各向异性，故A正确；由晶体的微观结构特点可知，晶体内部的分子是有规则地、周期性地在空间排列，故B错误；同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质，故C错误；石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它质地柔软，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，故D错误。
CD
3.(晶体和液晶)(多选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是(　　)
A.晶体和液晶的性质是完全相同的
B.液晶就是液体，具有液体的所有性质
C.液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态
D.液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性
解析　晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性，故A、B错误，C、D正确。
D
4.(新材料)下列说法正确的是(　　)
A.新材料特殊的性能，不仅包括特殊的物理性能，也包括一些特殊的化学性能
B.制作集成电路时，尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求，但是可以允许单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷
C.纳米是长度单位，1 nm＝10－10 m
D.金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进，增大磁记录的密度
解析　新材料的特殊性能是指物理性能，A错误；制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片内原子的规则排列出现微小缺陷的，B错误；1 nm＝10－9 m，C错误；由于金属薄膜的晶粒尺寸小、各向异性差别大，晶粒间的相互交换作用弱，故可以配合读写磁头的改进增大磁记录的密度，D正确。
课后巩固训练
3
B
题组一　晶体与非晶体
1.(2024·广东惠州高二期中)甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是(　　)
A.甲的熔点一定高于乙的熔点
B.甲一定是晶体
C.乙一定是晶体
D.乙一定是非晶体
解析　单晶体表现为各向异性，熔化了的石蜡形成椭圆形，非晶体和多晶体表现为各向同性，则熔化了的石蜡形成圆形，无法确定熔点的高低，故B正确，A、C、D错误。
对点题组练
C
2.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.晶体都有天然规则的几何外形，非晶体则没有天然规则的几何外形
B.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
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.石墨和金刚石都是晶体，但石墨是单晶体，金刚石是多晶体
解析　多晶体和非晶体都没有天然规则的几何外形，故A错误；同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故B错误；单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，石墨和金刚石都是单晶体，故C正确，D错误。
D
3.“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷，即“压电效应”。如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。下列关于石英晶体的说法正确的是(　　)
A.没有确定的熔点
B.没有确定的几何形状
C.具有各向同性的压电效应
D.具有各向异性的压电效应
解析　石英晶体有确定的熔点，有确定的几何形状，故A、B错误；沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，故具有各向异性的压电效应，故C错误，D正确。
D
题组二　晶体的微观结构
4.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
解析　石墨和金刚石都由碳原子组成，但它们的物理性质不同，它们的各向异性是由于组成它们的物质微粒排列结构不同。故选项D正确。
ABC
5.(多选)以下说法正确的是(　 　)
A.单晶体的物理性质各向异性是构成它的微观粒子排列规则，不同方向上的微粒分布不同导致的
B.单晶体具有天然规则的几何形状是因为构成它的微观粒子排列规则
C.同种微观粒子的不同排列，宏观上可形成不同的晶体
D.晶体熔化后再凝固，一定仍是晶体
解析　规则排列的微观粒子，宏观表现为形状规则，在不同方向上微粒分布情况可能不同，宏观上就表现为物理性质的各向异性，故A、B正确；同种微观粒子的不同排列就可以在宏观上形成不同的晶体，比如金刚石和石墨，故C正确；晶体熔化后再凝固，不一定是晶体，比如石英熔化后再凝固形成的水晶就是非晶体，故D错误。
C
6.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段。下列说法正确的是(　　)
A.A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动
B.三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是
各向同性的
C.三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D.以上说法均不正确
解析　晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B、D错误，C正确。
BCD
题组三　液晶
7.(多选)下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是(　 　)
A.液晶分子的空间排列是稳定的
B.液晶的光学性质随温度而变化
C.液晶的光学性质随所加电压的变化而变化
D.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
解析　液晶像液体一样具有流动性，所以其空间排列是不稳定的，故A错误；液晶的光学性质会受到温度、所加电压、所加压力等因素的影响，故B、C、D正确。
D
8.液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识正确的是(　　)
A.液晶态就是固态和液态的混合
B.液晶具有光学各向同性的性质
C.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
D.液晶的光学性质随光照强度的变化而变化
解析　液晶态是介于液态与固态之间的一种物质状态，不是固态和液态的混合，A错误；液晶既具有液体的流动性，又具有与某些晶体相似的性质，如具有光学各向异性等，B错误；外界条件的微小变化会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、光照、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，故C错误，D正确。
B
9.液晶能够显示数码和图像，其原因是(　　)
A.液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质
B.有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码
C.有的液晶可以随温度的变化而改变颜色
D.有的液晶既可以探测温度又可以显示数码
解析　液晶能够显示数码和图像，主要原因是在电压的作用下能由透明状态变浑浊，B正确；液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，液晶的光学性质发生变化，有的液晶可以随温度的变化而改变颜色，可以用来探测温度又可以显示数码，但这些不是液晶显示数码和图像的原因，A、C、D错误。
综合提升练
BD
10.(多选)固体可以分为晶体和非晶体两类，下列关于晶体和非晶体的判断正确的是(　　)
A.常见的金属没有确定的几何形状，因此金属是非晶体
B.食盐在熔化过程中温度保持不变，因此食盐是晶体
C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
D.物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，在一定条件下可以相互转化
解析　区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，金属具有固定的熔点，为晶体，但为多晶体，故A错误；晶体都具有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，故B正确；熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母是晶体，故C错误；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D正确。
AD
11.(多选)国家游泳中心——水立方，像一个蓝色透明的“冰块”，透过它，游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉来源于建筑外墙采用了一种叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚体)的膜材料，这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　)
A.在物理性质上具有各向同性
B.在物理性质上具有各向异性
C.有确定的熔化温度
D.可以做成规则形状的物体
解析　非晶体没有确定的熔化温度，在物理性质上表现为各向同性，可以人工加工成规则形状的物体，故A、D正确。
C
12.江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示。关于天然水晶，下列说法正确的(　　)
A.具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
B.微观粒子的空间排列不规则
C.在熔化过程中分子平均动能不变
D.在光学性质上表现为各向同性
解析　水晶是晶体，具有规则的几何外形，微观粒子的空间排列规则，在光学性质上表现为各向异性，也有固定的熔点，因此在熔化过程中温度不变，即分子平均动能不变，故C正确，A、B、D错误。
D
13.某晶体的物态变化过程如图所示，其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是(　　)
A.甲为气态
B.甲→乙的过程需要放热
C.乙→丙的过程与露珠形成过程相同
D.BC段对应的温度为该晶体的熔点
培优加强练
解析　由题图知，甲中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；乙中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；丙中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。由以上分析知，甲为固态，故A错误；甲→乙是固态变为液态的熔化过程，需要吸收热量，故B错误；乙→丙是液态变成气态的汽化过程，露珠是水蒸气遇冷形成小水滴的液化过程，故C错误；BC段表示物体吸热或放热的温度保持不变，此段为晶体熔化(或凝固)过程，此时的温度叫晶体的熔点(或凝固点)，故D正确。第5节　晶　体　
第6节　新材料
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题7分，共70分；第11～13题，每小题10分，共30分，合计100分。
对点题组练
题组一　晶体与非晶体
1.(2024·广东惠州高二期中)甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是(　　)
甲的熔点一定高于乙的熔点
甲一定是晶体
乙一定是晶体
乙一定是非晶体
2.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(　　)
晶体都有天然规则的几何外形，非晶体则没有天然规则的几何外形
同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
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
石墨和金刚石都是晶体，但石墨是单晶体，金刚石是多晶体
3.“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷，即“压电效应”。如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。下列关于石英晶体的说法正确的是(　　)
没有确定的熔点
没有确定的几何形状
具有各向同性的压电效应
具有各向异性的压电效应
题组二　晶体的微观结构
4.石墨和金刚石性质有很大差异，是由于(　　)
石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的
它们的化学成分不同
它们都是各向同性的
组成它们的物质微粒按不同的规则排列
5.(多选)以下说法正确的是(　　)
单晶体的物理性质各向异性是构成它的微观粒子排列规则，不同方向上的微粒分布不同导致的
单晶体具有天然规则的几何形状是因为构成它的微观粒子排列规则
同种微观粒子的不同排列，宏观上可形成不同的晶体
晶体熔化后再凝固，一定仍是晶体
6.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段。下列说法正确的是(　　)
A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动
三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
以上说法均不正确
题组三　液晶
7.(多选)下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是(　　)
液晶分子的空间排列是稳定的
液晶的光学性质随温度而变化
液晶的光学性质随所加电压的变化而变化
液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
8.液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识正确的是(　　)
液晶态就是固态和液态的混合
液晶具有光学各向同性的性质
液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
液晶的光学性质随光照强度的变化而变化
综合提升练
9.液晶能够显示数码和图像，其原因是(　　)
液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质
有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码
有的液晶可以随温度的变化而改变颜色
有的液晶既可以探测温度又可以显示数码
10.(多选)固体可以分为晶体和非晶体两类，下列关于晶体和非晶体的判断正确的是(　　)
常见的金属没有确定的几何形状，因此金属是非晶体
食盐在熔化过程中温度保持不变，因此食盐是晶体
烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，在一定条件下可以相互转化
11.(多选)国家游泳中心——水立方，像一个蓝色透明的“冰块”，透过它，游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉来源于建筑外墙采用了一种叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚体)的膜材料，这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　)
在物理性质上具有各向同性
在物理性质上具有各向异性
有确定的熔化温度
可以做成规则形状的物体
12.江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示。关于天然水晶，下列说法正确的(　　)
具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
微观粒子的空间排列不规则
在熔化过程中分子平均动能不变
在光学性质上表现为各向同性
培优加强练
13.某晶体的物态变化过程如图所示，其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是(　　)
甲为气态
甲→乙的过程需要放热
乙→丙的过程与露珠形成过程相同
BC段对应的温度为该晶体的熔点
第5节　晶　体
第6节　新材料
1.B　[单晶体表现为各向异性，熔化了的石蜡形成椭圆形，非晶体和多晶体表现为各向同性，则熔化了的石蜡形成圆形，无法确定熔点的高低，故B正确，A、C、D错误。]
2.C　[多晶体和非晶体都没有天然规则的几何外形，故A错误；同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故B错误；单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，石墨和金刚石都是单晶体，故C正确，D错误。]
3.D　[石英晶体有确定的熔点，有确定的几何形状，故A、B错误；沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，故具有各向异性的压电效应，故C错误，D正确。]
4.D　[石墨和金刚石都由碳原子组成，但它们的物理性质不同，它们的各向异性是由于组成它们的物质微粒排列结构不同。故选项D正确。]
5.ABC　[规则排列的微观粒子，宏观表现为形状规则，在不同方向上微粒分布情况可能不同，宏观上就表现为物理性质的各向异性，故A、B正确；同种微观粒子的不同排列就可以在宏观上形成不同的晶体，比如金刚石和石墨，故C正确；晶体熔化后再凝固，不一定是晶体，比如石英熔化后再凝固形成的水晶就是非晶体，故D错误。]
6.C　[晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B、D错误，C正确。]
7.BCD　[液晶像液体一样具有流动性，所以其空间排列是不稳定的，故A错误；液晶的光学性质会受到温度、所加电压、所加压力等因素的影响，故B、C、D正确。]
8.D　[液晶态是介于液态与固态之间的一种物质状态，不是固态和液态的混合，A错误；液晶既具有液体的流动性，又具有与某些晶体相似的性质，如具有光学各向异性等，B错误；外界条件的微小变化会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、光照、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，故C错误，D正确。]
9.B　[液晶能够显示数码和图像，主要原因是在电压的作用下能由透明状态变浑浊，B正确；液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，液晶的光学性质发生变化，有的液晶可以随温度的变化而改变颜色，可以用来探测温度又可以显示数码，但这些不是液晶显示数码和图像的原因，A、C、D错误。]
10.BD　[区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点，金属具有固定的熔点，为晶体，但为多晶体，故A错误；晶体都具有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，故B正确；熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母是晶体，故C错误；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D正确。]
11.AD　[非晶体没有确定的熔化温度，在物理性质上表现为各向同性，可以人工加工成规则形状的物体，故A、D正确。]
12.C　[水晶是晶体，具有规则的几何外形，微观粒子的空间排列规则，在光学性质上表现为各向异性，也有固定的熔点，因此在熔化过程中温度不变，即分子平均动能不变，故C正确，A、B、D错误。]
13.D　[由题图知，甲中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；乙中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；丙中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。由以上分析知，甲为固态，故A错误；甲→乙是固态变为液态的熔化过程，需要吸收热量，故B错误；乙→丙是液态变成气态的汽化过程，露珠是水蒸气遇冷形成小水滴的液化过程，故C错误；BC段表示物体吸热或放热的温度保持不变，此段为晶体熔化(或凝固)过程，此时的温度叫晶体的熔点(或凝固点)，故D正确。]第5节　晶　体
第6节　新材料
学习目标　1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法。2.知道单晶体和多晶体的区别。3.了解晶体的微观结构。4.知道常见的新型材料及其应用。
知识点一　晶体与非晶体
1.如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：
图甲
图乙
（1）晶体与非晶体在外观上有什么不同？
（2）没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？
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2.在玻璃片和云母片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触玻璃片及云母片的另一面，石蜡熔化后的形状如图所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？
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1.固体分类
（1）固体可以分为　　　　和　　　　两类。晶体又可以分为　　　　晶体与　　　　晶体。
（2）石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等属于　　　　，玻璃、松香、沥青、橡胶等都是　　　　。
2.非晶体：　　　　天然规则的几何形状，　　　　固定的熔点。
3.晶体
（1）单晶体：　　　　天然规则的几何形状，　　　　固定的熔点。
（2）多晶体：　　　　天然规则的几何形状，　　　　固定的熔点。
4.各向异性：单晶体在不同的方向上不仅导热性能　　　　，机械强度、导电性能和光的折射率等其他物理性质也不同。
5.各向同性：非晶体沿　　　　的物理性质都是一样的。多晶体一般情况下是　　　　的。
【思考】 1.某固体物质，如果在熔化的过程中，温度保持不变，则该固体物质一定是晶体吗？
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2.某固体物质，若其各向导热性能不同，则该物质一定是单晶体吗？
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例1 大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态：高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，正确的说法是 （　　）
A.不具有天然规则几何形状的物体一定不是晶体
B.多晶体是许多单晶体杂乱无章组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C.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
D.天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
1.区分晶体与非晶体的方法：根据有无确定的熔点判断，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体。
2.区分单晶体和多晶体的方法：根据是否具有各向异性，单晶体的某些物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。　　
例2 （根据粤教版教材P40观察与思考改编）如图所示，在A、B两种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图（a）、（b）所示，而A、B两种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图（c）所示，则由此可判断出（　　）
A.A为单晶体 B.A为非晶体
C.B为单晶体 D.B为多晶体
知识点二　晶体的微观结构
家庭、学校的门锁常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难。这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如，并且可以持续几个月之久。请你动手试一试，并回答其中的道理。
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1.在晶体中，晶体微粒都是按照一定的规则排列的，具有空间上的　　　　。
晶体微粒间相互作用很强，其热运动不足以克服它们相互间的作用力而远离，最终表现为在某平衡位置附近不停地　　　　。
2.在不同条件下，同种物质的微粒在空间按　　　　　　排列，会生成不同的晶体。例如碳原子按不同的空间分布排列可形成　　　　　　和　　　　　　。
3.组成晶体的微粒是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵，空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的　　　　。而非晶体内部的微粒是无规则地均匀排列的，没有一个方向比另一个方向特殊，因此表现为　　　　。
4.对晶体的微观解释
如图所示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，所以单晶体在不同方向上物理性质不同。
【思考】 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什么呢？
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2.金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？
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例3 （多选）下列说法正确的是（　　）
A.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
C.天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着
D.同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律一定相同
听课笔记____________________________________________________________
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知识点三　液　晶
笔记本、平板、手机都广泛应用液晶屏，液晶是液态的晶体吗？
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1.定义：由固态向液态转化的中间态液体具有与晶体相似的性质，称为液态晶体，简称液晶。
2.性质：在力学性质上与　　　　相同，具有流动性、连续性，可以形成液滴；在光学性质、电学性质等方面又具有明显的　　　　。
3.微观结构：液晶的分子有些是长棒状的，有些是碟状或板状的，长棒状液晶在自然状态下分子有彼此　　　　的倾向。
4.应用
（1）液晶显示屏：用于手机、电脑显示器、液晶电视等。
（2）利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度。
（3）液晶在电子工业、航空、生物、医学等领域有广泛应用。
【思考】 1.液晶是液体与晶体的混合物吗？
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2.液晶电视已经走进寻常百姓家，液晶显示器靠什么性质显示各种颜色的呢？
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例4 （多选）液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层工作原理的说法正确的是（　　）
A.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B.液晶的光学性质不随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
D.利用液晶对光具有各向异性的特点
听课笔记____________________________________________________________
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知识点四　新材料
1.半导体材料：导电能力介于导体与绝缘体之间。半导体的导电性能可通过　　　　来控制。
2.纳米材料：是指在三维空间中至少有一维处于　　　　尺度范围（1～100 nm）或由它们作为重要单元构成的材料。
3.超材料：具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料，是将人造单元结构以特定方式排列形成的，具有特殊电磁特征的人造结构材料。典型的超材料包括左手材料、光子晶体、超磁材料等。
例5 （多选）下列关于新材料的说法正确的是（　　）
A.半导体材料的导电能力介于导体与绝缘体之间
B.纳米材料是指三维空间的各个维度均处于纳米尺度范围的材料
C.超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料
D.石墨烯是石墨的一种材料，并不是新材料
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随堂对点自测
1.（晶体与非晶体）（2024·广东广州高二检测）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.有固定的熔点
B.具有天然规则的几何形状
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.（晶体的微观结构）下列关于晶体的叙述正确的是（　　）
A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.多晶体内部的分子排列是不规则的
C.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质
D.石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
3.（晶体和液晶）（多选）关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是（　　）
A.晶体和液晶的性质是完全相同的
B.液晶就是液体，具有液体的所有性质
C.液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态
D.液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性
4.（新材料）下列说法正确的是（　　）
A.新材料特殊的性能，不仅包括特殊的物理性能，也包括一些特殊的化学性能
B.制作集成电路时，尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求，但是可以允许单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷
C.纳米是长度单位，1 nm＝10－10 m
D.金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进，增大磁记录的密度
第5节　晶　体
第6节　新材料
知识点一
导学　1.提示　(1)晶体有天然规则的几何外形，多晶体和非晶体无天然规则的几何外形。
(2)不一定。由于多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有规则的几何外形。
2.提示　玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃沿各个方向的导热性能相同。云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能不相同。
知识梳理
1.(1)晶体　非晶体　单　多　(2)晶体　非晶体　2.没有　没有　3.(1)有　有　(2)没有　有　4.不同　5.各个方向　各向同性
[思考] 1.提示　一定，这是因为所有的晶体(无论是单晶体还是多晶体)都具有确定的熔点，而非晶体没有。
2.提示　一定，这是因为固体中只有单晶体才具有各向异性。
例1 B　[多晶体是许多单晶体杂乱无章组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，A错误，B正确；单晶体的物理性质有些是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，C错误；天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)是非晶体，D错误。]
例2 C　[晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，由熔化曲线可知，A与B均为晶体，单晶体某些物理性质是各向异性的，多晶体是各向同性的，由题图可知A为多晶体，B为单晶体，故C正确。]
知识点二
导学　提示　石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不是很紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用。
知识梳理
1.周期性　振动　2.不同的规则　石墨　金刚石　3.几何形状　各向同性
[思考] 1.提示　单晶体和非晶体的微观结构不同。
2.提示　金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构，层与层间距离较大，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小。这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布会形成不同的晶体。
例3 BC　[固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体在一定的条件下可以相互转化，A错误；天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间的排列是规则的，具有空间上的周期性，C正确；相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体，组成它们的微粒能够按照不同的排列规律在空间分布，如金刚石与石墨，B正确，D错误。]
知识点三
导学　提示　不是　液晶不是晶体，只是在物理性质上与某些晶体相似，具有各向异性。
知识梳理
2.液体　各向异性　3.平行排列
[思考] 1.提示　液晶是介于液态与固态之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以液晶还具有流动性，但液晶并不是液体与晶体的混合物。
2.提示　光学性质和电学性质的各向异性。
例4 CD　[液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，故A错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，液晶电视的工作原理是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故C正确，B错误；液晶显示器就是利用液晶对光具有各向异性的特点，故D正确。]
知识点四
1.掺杂　2.纳米
例5 AC　[半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，故A正确；纳米材料是指在三维空间中至少有一个维度处于纳米尺度范围的材料，故B错误；超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料，故C正确；石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电和导热性能最强的一种新型纳米材料，故D错误。]
随堂对点自测
1.C　[非晶体没有固定的熔点，选项A错误；根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，选项B、D错误；非晶体的物理性质在各个方向上是相同的，是各向同性，选项C正确。 ]
2.A　[晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否具有各向异性，故A正确；由晶体的微观结构特点可知，晶体内部的分子是有规则地、周期性地在空间排列，故B错误；同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质，故C错误；石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它质地柔软，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，故D错误。]
3.CD　[晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性，故A、B错误，C、D正确。]
4.D　[新材料的特殊性能是指物理性能，A错误；制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片内原子的规则排列出现微小缺陷的，B错误；1 nm＝10－9 m，C错误；由于金属薄膜的晶粒尺寸小、各向异性差别大，晶粒间的相互交换作用弱，故可以配合读写磁头的改进增大磁记录的密度，D正确。]

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