固体固体及微观结构

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1、名师辅导教学内容：固体固体的微观结构【本章教学目标】学习分子动理论知道：物质是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，它们之间存在着互相作用力．分子之间的作用力使分子聚集在一起，而分子的无规则运动又使它们分散开来．这两种作用相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态：固态、液态和气态．本章讲固体和液体的知识，根据分子动理论知识简要说明了气、液、固三种物质的聚集态以及凝聚态物质分子的共同特征，让学生知道物质状态的形成原因，以便于今后学习．这一章的特点是以观察为基础，用微观解释宏观，与实际联系比较密切．本章的全部内容都是选学．但这些内容可

2、以使学生对分子动理论的理解更加具体、丰满，有利于拓宽知识面，提高他们对一些自然现象和科学技术的理解，对提高科学素质是有益的．本章的知识都是定性介绍，学生学习时也不难理解．【基础知识导引】1．知道什么是晶体，什么是非晶体．知道晶体有单晶体和多晶体之分．2．知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．3．知道晶体内部的物质微粒是依照一定规律在空间整齐排列的．4．知道晶体外形的规则性和物理性质的各向异性可用晶体物质微粒的规则排列来说明．固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质，包括晶态和非晶态固体．在物理学上，固体物理学是专门研究固体物质

3、的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态及其相互关系的学科，它是物理学中内容极丰富，应用极广泛的分支学科．人们研究固体，主要是研究晶体．随着新的实验条件和技术日新月异，人类对晶体的研究也日渐深入．这一节我们主要了解固体、晶体的一些基本知识．1．固体的两种形态：晶体和非晶体．(1)固体可以分成晶体和非晶体．它们的具体情况见下表：外形物理性质常见物质联系晶体具有规则的几何形状．①有一定的熔点．②物理性质与方向有关(各向异性)．食盐、硫酸铜、糖、味精、明矾、石英、云母等．①一种物质可能以晶体或非晶体两种不同的形态出现．②许多非晶体在一

4、定条件下可以转化为晶体．非晶体没有规则的几何形状．①没有一定的熔点．②物理性质与方向无关(各向同性)．玻璃、橡胶、沥青、松香、蜂蜡等．注：①在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，绝大多数固体都是晶体，人类生活在晶体的世界里．②有无确定的熔点是晶体与非晶体的本质区别．(2)晶体可以分成单晶体和多晶体．它们的情况对比如下：外形物理性质常见物质联系单晶体具有规则的几何形状．显示各向异性，有一定的熔点．雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．多晶体由许多杂乱无章地排列着的单晶体组成．多晶体没有规则的几何形状．显示各向同性，仍有一定的熔点．大块食盐、常

5、见的各种金属材料等．2．固体的微观结构(1)研究历程①晶体内部微观结构假说：晶体内部的微粒是有规则地排列着的．②假说依据：晶体外形的规则性和物理性质的各向异性．③认识的历史进程：17世纪，提出假说．19世纪中叶，发展假说．1912年，德国物理学家劳厄应用X射线证实假说的科学性．20世纪中叶起，新的实验条件和技术使得研究更加深入．④现代固体研究的科技手段．超低温、超高压、强磁场等极端条件．超高真空技术、表面能谱术、同步辐射技术、核物理技术、激光技术、光散射技术、电子显微术、核磁共振、各种离子束技术等．(2)研究成果．组成晶体的物质微粒(分子

6、、原子或离子)依照一定的规律，在空间整齐地排列，晶体中物质微粒的互相作用很强，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)晶体微观结构对晶体的相关解释．①晶体外形的规则性．晶体分子的有序排列使得晶体在外观上表现出一定的规则性．如食盐晶体的正方形外形．石墨晶体的层状结构等(如图12—1—1)．②晶体的各向异性．如图12—1—2为一晶体在一个平面上物质微粒的排列情况．由图可看出，在不同方向上作等长直线，这些直线上物质微粒的排列情况不同，这就引起晶体在不同方向上物理性质有所不同．③

7、多晶体的各向异性．大量单晶体杂乱无章地排列后构成多晶体，造成了多晶体的各向同性．注：同一物质微粒可能形成不同的晶体结构，从而生成种类不同的几种晶体．这些晶体的物理性质(如密度、导电性等)和化学性质因其内部微粒排列不同而各异．如：碳元素可生成石墨晶体、金刚石晶体．磷元素可生成白磷和红磷两种晶体．【难题巧解点拨】例1判别物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是()A．从外形来判断B．从各向异性或各向同性来判断C．从导电性能来判断D．从有无熔点来判断解析：晶体的最大特性就是各向异性和有固定熔点，但多晶体无各向异性．答案：D点拨：单晶体与非晶体之间

8、的区分较明显，可从外形、各向异性及熔点来判断．但多晶体无规则外形，且各向同性，它与非晶体的差别只在有无熔点这一点上，解题时应予以注意．例2萘的熔点为80℃．80℃的液态萘分子与80℃的固态萘分