物理：第2章第2節(jié)《固體的微觀結(jié)構(gòu)》課件（魯科版選修3-3）

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歡迎進入物理課堂 第2節(jié)固體的微觀結(jié)構(gòu) 課前自主學(xué)案 核心要點突破 課標定位 課堂互動講練 第2節(jié) 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課標定位 學(xué)習(xí)目標 1 了解對晶體結(jié)構(gòu)的認識過程 知道晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點 2 理解晶體與非晶體存在差異的原因是其微觀結(jié)構(gòu)不同 并能夠解釋它們物理性質(zhì)存在差異的原因 3 了解金剛石與石墨存在差異的原因 并能夠從其結(jié)構(gòu)模型上進行分析 重點難點 1 晶體的微觀結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)構(gòu)類型 2 固體特征的微觀解釋 課前自主學(xué)案 一 晶體的結(jié)構(gòu)1 1912年 德國物理學(xué)家 證實了晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒按一定規(guī)律整齊地排列 2 組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地在空間排成 呈現(xiàn)周而復(fù)始的 結(jié)構(gòu) 說明晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有 3 晶體內(nèi)部各微粒之間存在著很強的 微粒被約束在一定的 位置上 4 熱運動時 組成晶體的物質(zhì)微粒只能在各自的 附近做微小振動 勞厄 陣列 有序 周期性 相互作用力 平衡 平衡位置 二 晶體的結(jié)合類型按晶體微粒之間結(jié)合方式不同 可以將晶體分為 和 離子晶體是由正 負離子通過 結(jié)合而成的晶體 原子晶體是相鄰原子間通過 結(jié)合而成的晶體 金屬晶體是微粒通過 結(jié)合而成的晶體 離子晶體 原子晶體 金屬晶體 離子鍵 共價鍵 金屬鍵 三 固體特征的微觀解釋1 晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列有一定規(guī)律 在宏觀上具有規(guī)則的幾何外形 而非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列沒有一定規(guī)律 在宏觀上沒有規(guī)則的幾何外形 2 在固體界面沿不同方向畫出等長直線 1 單晶體在不同直線上微粒的個數(shù) 說明沿不同方向 及 情況不同 在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為 不相等 微粒的排列 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 各向異性 2 非晶體在不同直線上微粒的個數(shù) 說明沿不同方向 及 情況基本相同 在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為 3 同一種物質(zhì)在不同條件下形成不同的晶體 由于 不同 物理性質(zhì)有很大差異 大致相等 微粒排列 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 各向同性 微觀結(jié)構(gòu) 核心要點突破 一 晶體的微觀結(jié)構(gòu)及其特點1 組成晶體的物質(zhì)微粒依照一定的規(guī)律在空間排成整齊的行列 構(gòu)成所謂的空間點陣 可用空間點陣來描述晶體的結(jié)構(gòu) 如圖2 2 1是食鹽晶體的微觀結(jié)構(gòu) 圖2 2 1 2 單晶體的微觀結(jié)構(gòu)具有這樣的特點 1 組成單晶體的物質(zhì)微粒 分子 原子或離子 依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列 2 單晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強 微粒的熱運動不足以克服它們間的相互作用而遠離 3 微粒的熱運動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動 正是由于原子 或分子 離子 這種規(guī)則排列的空間周期性 所以有了單晶體的這種獨特性質(zhì) 三 固體特征的微觀解釋1 對各向異性的微觀解釋 圖2 2 2 如圖2 2 2所示 這是在一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況 從圖上可以看出 在沿不同方向所畫的等長直線AB AC AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同 直線AB上物質(zhì)微粒較多 直線AD上較少 直線AC上更少 正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同 才引起晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同 2 對熔點的解釋給晶體加熱到一定溫度時 一部分微粒有足夠的動能 克服微粒間的作用力 離開平衡位置 使規(guī)則的排列被破壞 晶體開始熔解 熔解時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列 溫度不發(fā)生變化 3 對物質(zhì)有幾種晶體的解釋這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu) 例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石 二者在物理性質(zhì)上有很大不同 白磷和紅磷的化學(xué)成分相同 但白磷具有立方體結(jié)構(gòu) 而紅磷具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu) 4 多晶體的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體 晶粒 組成的 平常見到的各種金屬材料都是多晶體 把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察 可以看到它是由許許多多晶粒組成的 晶粒有大有小 最小的只有10 5cm 最大的也不超過10 3cm 每個晶粒都是一個小單晶體 具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀 因為晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著 所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 也不顯示各向異性 它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的 即各向同性 多晶體和非晶體的主要區(qū)別是多晶體有確定的熔點 而非晶體則沒有 課堂互動講練 下列關(guān)于晶體的結(jié)合類型說法正確的是 A 不同晶體內(nèi)部 物質(zhì)微粒之間結(jié)合方式不相同B 由正 負離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫做原子晶體C 相鄰原子之間通過共價鍵結(jié)合而成的晶體叫做離子晶體D 物質(zhì)微粒通過金屬鍵結(jié)合而成的晶體叫做金屬晶體 精講精析 不同晶體內(nèi)部 物質(zhì)微粒之間結(jié)合方式不相同 選項A正確 由正 負離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫做離子晶體 選項B錯誤 相鄰原子之間通過共價鍵結(jié)合而成的晶體叫做原子晶體 選項C錯誤 物質(zhì)微粒通過金屬鍵結(jié)合而成的晶體叫做金屬晶體 選項D正確 答案 AD 變式訓(xùn)練1下列晶體中屬于離子晶體的有 屬于原子晶體的有 屬于金屬晶體的有 A 金剛石B 氯化鈉C 鍺D 錫E 銀F 鎳G 金 解析 根據(jù)晶體的結(jié)合類型可知氯化鈉是離子晶體 鍺 錫和金剛石是原子晶體 銀 鎳和金是金屬晶體 答案 BACDEFG 下列關(guān)于晶體空間點陣的說法 正確的是 A 構(gòu)成晶體空間點陣的物質(zhì)微粒 可以是分子 也可以是原子或離子B 晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點陣 是由于晶體中物質(zhì)微粒之間相互作用很強 所以物質(zhì)微粒都被牢牢地束縛在空間點陣的結(jié)點上不動 C 所謂空間點陣與空間點陣的結(jié)點 都是抽象的概念 結(jié)點是指組成晶體的物質(zhì)微粒做永不停息的微小振動的平衡位置 物質(zhì)微粒在結(jié)點附近的微小振動 就是熱運動D 相同的物質(zhì)微粒 可以構(gòu)成不同的空間點陣 也就是同一種物質(zhì)能夠生成不同的晶體 從而能夠具有不同的物理性質(zhì) 精講精析 組成晶體的物質(zhì)微粒可以是分子 原子或離子 這些物質(zhì)微粒也就是分子動理論所說的分子 顯然 組成晶體的物質(zhì)微粒處在永不停息的無規(guī)則的熱運動之中 物質(zhì)微粒之間還存在相互作用 晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點陣 是由于晶體中的物質(zhì)微粒之間相互作用很強 物質(zhì)微粒的熱運動不足以克服這種相互作用而彼此遠離 所以選項B的說法錯誤 答案 ACD 變式訓(xùn)練2關(guān)于晶體和非晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 正確的說法是 A 它們內(nèi)部的物質(zhì)微粒都有規(guī)則的空間分布B 單晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則排列的 而非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列是不規(guī)則的C 晶體內(nèi)部的微粒是靜止的 而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運動著的D 在物質(zhì)內(nèi)部的各個平面上 微粒數(shù)相等的是晶體 數(shù)量不等的是非晶體 解析 選B 單晶體內(nèi)部微粒排列規(guī)則 而非晶體內(nèi)部微粒排列不規(guī)則 晶體與非晶體內(nèi)部的微粒都在不停地運動著 故A C D均不正確 下列說法正確的是 A 晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點陣排列B 單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C 非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點D 石墨的硬度與金剛石差得太多 是由于它的微粒沒有按空間點陣分布 思路點撥 根據(jù)微粒的空間點陣結(jié)構(gòu)分析 自主解答 晶體內(nèi)部微粒排列整齊 在不同方向上微粒數(shù)不同引起各向異性 也正是由于它的微粒按一定規(guī)律排列 使晶體具有規(guī)則的幾何形狀 石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同 石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地柔軟 而金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其中碳原子間的作用力很強 所以金剛石有很大的硬度 答案 AB 方法總結(jié) 單晶體在沿不同的方向上 物質(zhì)微粒的數(shù)目不同 即在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同 從而引起單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同 有些物質(zhì)在不同條件下生成不同的晶體 那是因為組成它們的微粒能夠按照不同的規(guī)則在空間分布 例如 金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的 它們有不同的點陣結(jié)構(gòu) 變式訓(xùn)練3單晶體不同于非晶體 它具有規(guī)則的幾何外形 在不同方向上物理性質(zhì)不同 而且具有一定的熔點 下列哪些說法可以用來解釋晶體的上述特性 A 組成晶體的物質(zhì)微粒 在空間按一定的規(guī)律排成整齊的行列 構(gòu)成特定的空間點陣B 晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同 是由于不同方向上微粒數(shù)目不同 微粒間距離也不相同C 晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同 是由于不同方向上的物質(zhì)微粒的性質(zhì)不同D 晶體在熔化時吸收熱量 全部用來瓦解晶體的空間點陣 轉(zhuǎn)化為分子勢能 因此 晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變 只有空間點陣完全被瓦解 晶體完全變?yōu)橐后w后 繼續(xù)加熱 溫度才會升高 解析 選ABD 晶體微粒構(gòu)成的空間點陣是晶體有規(guī)則幾何外形的原因 晶體在物理性質(zhì)上的各向異性是由于空間點陣中不同方向的微粒數(shù)目不同 微粒間距離也不相同 晶體熔點的存在是由于晶體在熔化時要吸收熱量用來瓦解空間點陣 增加分子勢能 熔化過程中分子的熱運動的平均動能不變 即溫度不變 只有當晶體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w后溫度才會繼續(xù)升高 分子熱運動的平均動能才會增加 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全