1、第一节物质的聚集状态与晶体的常识第1课时 晶体与非晶体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，发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成。一、物质的凝聚状态1.物质的聚集状态通常物质有三种存在状态,这三种状态通常是指固态、液态和气态。现代科技发现物质的聚集状态除了三态外还有更多的物质聚集状态，如、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、等。一般来说,纯净物具有固定的熔点,玻璃没有固定的熔点,在某一温度范围内软化。物质的聚集状态物质的聚集状态气态气态固态固态液态液态晶态晶态塑晶态塑晶态液晶态液晶态非
2、晶态非晶态等离子体等离子体液晶液晶2.物质的组成(1)CO2、SO2、CO是由分子组成的;氯化钠、氟化钙是由阳离子和阴离子组成的;金刚石和二氧化硅是由原子组成的。(2)等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,等离子体具有良好的导电性和流动性。(3)离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液态物质。 气态物质在气态物质在高温高温或者在或者在外加电场外加电场激发下，分子发生分解，产生激发下，分子发生分解，产生电子和电子和阳离子阳离子等。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电中性的的物质物质聚集体聚集体
3、称为等离子体。称为等离子体。等离子体具有良好的等离子体具有良好的导电性导电性和和流动性流动性。(1)概念：概念：(2)特点特点等离子体是一种特殊的等离子体是一种特殊的气体气体(3)应用运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等。核聚变也是在等离子态下发生的等。介于介于液态液态和和晶态晶态之间的物质状态之间的物质状态流动性、黏度、形变性等流动性、黏度、形变性等导热性、光学性质等导热性、光学性质等固体液体液晶的温度范围液晶T1(熔点)T2(澄清点)温度逐渐升高(1
4、)概念：物质加热到达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，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液晶。(2)特征：液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、性变形等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等。(3)应用液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像。再如，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。二、晶体与非晶体概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈排列而构成的具有的固体。分类分类： 根据组成晶体的微粒
5、和微粒间的相互作用，可分为玻璃又称玻璃体玻璃又称玻璃体炭黑又称无定形体炭黑又称无定形体概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈排列而构成的规则几何外形的固体。常见的晶体和非晶体常见的晶体和非晶体晶体：食盐、冰、铁、铜等。非晶体：玻璃、橡胶等。晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列，粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。2晶体的特点(1)自范性定义：晶体能自发呈现多面体外形的性质。形成条件：晶体生长的速率适当，如果凝固速率过快，常得到粉末或没有规则几何外形的块状物。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（。 本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在
6、本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间微观空间里呈现里呈现周期周期性有序性有序排列的宏观表象。排列的宏观表象。 非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。 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、导电性、光学性质等，常常随方向的不同而有所差异。晶体在不同的方向上具有不同的晶体在不同的方向上具有不同的物理性质物理性质。非晶体则不具有物理性质各向异性的特点非晶体则不具有物理性质各向异性的特点 晶体的熔点固定，常利用固体是否有固定的熔点间接确定某固体是否属于晶体。非晶体没有固定的熔点。(4)外形和内部质点的高度有序性 晶体物
7、质能使X-射线产生，非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构的重要实验方法。3.晶体与非晶体的区别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4.获得晶体的途径 液熔融态物质凝固气态物质冷却不经也太直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体从熔融态结晶出的硫晶体升华得到的碘晶体实验步骤实验现象熔融态物质凝固用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。气态物质冷却不经液态直接凝固在一个小烧
8、杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。溶质从溶液中析出在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。有白色细小晶体析出。获得晶体的途径【思考与讨论】2某种晶体的物质呈现的状态一定是晶体吗？提示: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。1具有规则几何外形的固体,一定是晶体吗?【提示】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。3在一定温度下，将一不规则的NaC
9、l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？【提示】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。晶体与非晶体的区别固体 外观微观结构自范性各向异性熔点晶体具有自发形成的规则的几何外形原子在三维空间呈周期性有序排列有有固定非晶体不能自发形成规则的几何外形原子排列相对无序没有没有不固定本质区别微观原子在三维空间里是否呈现周期性有序排列晶体与非晶体的测定方法 测定方法测熔点晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点可靠的方法对固体进行X射线衍射实验举例举例NaCl、I2、SiO2、
10、Na晶体晶体等等属于晶体属于晶体玻璃、橡胶等玻璃、橡胶等属于非晶体属于非晶体下图是两种固体的微观结构示意图。思考与讨论(1)区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么?试根据示意图判断固体、的类型。提示:最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。根据结构图可知,中微粒呈周期性有序排列,为晶体;中微粒排列不规则,为非晶体。(2)将固体、分别加热至熔化,各有什么现象发生?该现象能说明晶体、非晶体的哪种性质?提示:加热晶体,温度达到熔点时晶体开始熔化,在全部熔化以前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高,即晶体有固定的熔点。加热非晶体时,温度升高到某一程度后非晶体开始软化,流动性增
11、强,最后变为液体,从软化到完全熔化,中间经过较大的温度范围,即非晶体无固定的熔点。关于晶体与非晶体的认识误区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，如晶体同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体和非晶体SiO2。( (2) )有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定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，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。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，如具有固定组成的物质也不一定
12、是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。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晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。形，如玛瑙。(1)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性。 ()(2)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。()(3)粉末状的固体也有可能是晶体。()(4)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同。()(5)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。( )1判断正误判断正误(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”) 2.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,
13、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3.下列物质都是固体,其中不属于晶体的是()橡胶水晶冰干冰冰醋酸石蜡玻璃A. B. C. D.BA4.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是()A.物质只有气、液、固三种聚集状态B.气态是高度无序的体系存在状态C.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间,表现出明显的流动性解析:物质的聚集状态除了气、液、固三态外,还有液晶、等离子体等;物质处于气态时,分子间距离大,分子运动速度大,体系处于高度无序状态;对于固态物质,原子或分子相距很近,只能在一定的位置上做不同程度的
14、振动;对液态物质而言,粒子间距离比固态中的大一些,粒子间作用力也比固态中的小一些,粒子的运动比固体明显活跃,使之表现出流动性。A5.下列叙述正确的是()A.具有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C.具有各向异性的固体一定是晶体D.一种物质不是晶体就是非晶体C解析:晶体具有规则的几何外形,但具有规则几何外形的固体不一定是晶体,例如人为加工而成的具有规则几何外形的玻璃制品;晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子是否有序排列,晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是内部结构的外部反映;具有各向异性的固体一定是晶体,非晶体具有各向同性;晶体和非晶体都
15、是对于固态物质而言,气态或液态物质则不属于这两类,同时还有塑晶态、液晶态等类型的物质。规律总结 (1)晶体与非晶体的本质区别在于固体中的粒子在三维空间里是否呈周期性有序排列;(2)X射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的科学方法;(3)晶体不一定是纯净物,有些含有杂质的物质,其粒子仍然是有序排列。6.下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶,两者的根本区别在于()A.外形不一样,构成两者的原子不同B.构成玛瑙的粒子无规律性排列,构成水晶的粒子按一定的规律作周期性重复排列C.水晶有固定的熔点,而玛瑙无固定熔点D.水晶可用于能量转换,玛瑙制品可用作装饰品解析:晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在三维空间里是
16、否呈现周期性的有序排列,玛瑙和水晶的成分均为SiO2。B7下列关于晶体的叙述不正确的是下列关于晶体的叙述不正确的是()A有规则的几何外形有规则的几何外形B具有各向异性具有各向异性C有对称性有对称性 D没有固定熔点没有固定熔点解析:晶体具有固定的熔点。D8下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是()A具有规则具有规则几何外形的固体均为晶体几何外形的固体均为晶体B晶体具有自范性，非晶体没有自范性晶体具有自范性，非晶体没有自范性C晶体研碎后即变为非晶体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将玻璃加工成规则的固体即变成晶体晶体解析:晶体的规则几何外形是自发
17、形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，因此，A、D项错误。晶体是由晶胞通过无隙并置形成的，构成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列，因此，晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体，所以C项错误。自范性是晶体和非晶体的本质区别，B项正确。B9下列关于晶体的说法正确的是下列关于晶体的说法正确的是()A将饱和硫酸铜溶液降温，析出将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体的固体不是晶体B假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品石和玻璃制品C石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都
18、有固定的熔点D蓝蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同宝石在不同方向上的硬度一定相同解析:选项A，将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾，胆矾属于晶体。选项B，宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。选项C，非晶体没有固定熔点。选项D，晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异。B10下列物质中，属于晶体的是下列物质中，属于晶体的是_(填序号填序号)。A橡胶橡胶B玻璃玻璃C食盐食盐D水晶水晶E塑料塑料F胆矾胆矾 G陶瓷陶瓷解析:固体有晶体和非晶体之分。晶体是内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质，食盐、冰、水晶、大部分矿石等都是晶体；非晶体是内部粒子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质，如玻璃、橡胶等都是非晶体。CDF
