新教材2020-2021学年高中人教(2019)物理选择性必修第三册课件：第2章 4.固体

3．关于石墨和金刚石的区别，下面说法正确的是( ) A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体 B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构， 所以质地松软 C．石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体 D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
B [由化学知识知道，石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化 学性质相同。它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为 层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原 子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬。故 A、C、D 错 误，B 正确。]
说明：具有各向异性的一定是单晶体，具有各向同性的则可能 是非晶体或多晶体。
二、晶体的微观结构 1．规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定 的_规__则_排列的，具有_空_间__上__的周期性。 2．变化或转化 在不同条件下，同种物质的微粒按照不__同__规__则__在空间排列，可 以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体_在__一__定__条__件__下_可 以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
3．正确理解单晶体的各向异性 (1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同 性的。 ①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不 同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同。 ②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、 磁性等。
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物 理性质上表现出各向异性，举例如下：
1．单晶体的特征 (1)具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的。 (2)物理性质各向异性，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重 要的特性，是判断单晶体最主要的依据。 (3)具有确定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别。从 宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无确定的熔点。
2．多晶体和非晶体 (1)多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组 成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的 特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别。 (2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有确定的熔 点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证 明玻璃没有确定的熔点，故应是非晶体。
BD [单晶体有规则的几何外形，多晶体与非晶体都没有规则的 几何外形，如果固体有规则的几何外形但不是天然的，而是人为加 工的，则其不一定是晶体，A 错误，B 正确；单晶体只在某些物理性 质上表现为各向异性，并非所有的物理性质都表现为各向异性，多 晶体在物理性质上表现为各向同性，C 错误；晶体有沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不 同方向的光学性质不同，这类现象称为_各_向__异__性__。非晶体沿各个方 向 的 物 理 性 质 都 是 一 样 的 ， 这 叫 作各__向__同__性__ 。 由 于 多 晶 体 是 许 多 _单__晶__体_杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各__向__同__性__的。
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不 同方向传热的快慢不同。
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同 方向电阻率不同。
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不 同方向的弹性不同。
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的 折射率不同。
【例 1】 (多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( ) A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体 B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样， 则此薄片一定是非晶体 C．一个固体球，如果沿其各条直线方向的导电性不同，则该球 体一定是单晶体 D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是 多晶体
合作 探究 攻重 难
晶体和非晶体
雪花的形状极多，而且十分美丽。如果把雪花放在放大镜下， 可以发现每片雪花都是一副极其精美的图案，连许多艺术家都赞叹 不已。但是，各种各样的雪花大多是什么形状的呢？它们又是怎样 形成的呢？你不妨拿放大镜来观察一下！或者上网去搜一下吧！
提示：雪花大多是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。雪 花的“胚胎”是小冰晶，主要有两种形状：一种呈六棱体状，长而 细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子像一根针，叫针晶；另 一种则呈六角形的薄片状，就像从六棱铅笔上切下来的薄片那样， 叫片晶。
自主 预习 探新 知
阅读本节教材，回答第 31 页“问题”并梳理必要的知识点。 教材 P31“问题”提示：食盐颗粒总呈现立方体形，松香没有规 则的几何形状。 显微镜观察精盐是正六面体形，松香粉末没有规则的几何外形。
一、晶体和非晶体 1．固体可以分为_晶__体_和非__晶__体__两类。石英、云母、明矾、食盐、 味精、蔗糖等是_晶__体_，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非__晶__体__。 2．单晶体具有确__定__的几何形状，多晶体和非晶体没有确__定__的几 何形状，我们在初中已经学过，晶体有__确__定__的熔点，非晶体没__有__确__定__ 的熔点。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)单晶体和多晶体都有规则的几何外形。
(×)
(2)所有的晶体都具有各向异性。
(×)
(3)所有晶体在不同方向上物质微粒的排列情况都相同。 ( × )
(4)晶体内部微粒的排列毫无规则。
(×)
2．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( ) A．有规则的几何外形的固体一定是晶体 B．只有单晶体才有天然规则的几何外形 C．晶体在物理性质上一定是各向异性的 D．晶体熔化时具有确定的熔点
第二章 气体、固体和液体
4.固体
学习目标：1.[物理观念]知道晶体、非晶体、单晶体和多晶体， 了解各向异性、各向同性及晶体的微观结构，能解释相关的现象。 2.[科学思维]掌握单晶体的各向异性，理解晶体的微观结构，能够解 决相关的问题。 3.[科学探究]学会用实验探究晶体与非晶体物理性 质的差异，学会认真观察并与他人合作，提高实验技能。 4.[科学 态度与责任]掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别，培养 严谨的科学态度，激发探索科学的兴趣。