13.6晶体 非晶体 液晶
晶态和非晶态的概念
晶态和非晶态的概念晶态和非晶态是固体物质的两种基本状态，它们的区别在于它们的原子或分子排列方式不同。
晶态的物质具有高度有序的排列结构，而非晶态的物质则没有这种高度有序的排列结构，它们的原子或分子是随机排列的。
在实际应用中，晶态和非晶态的物质具有截然不同的性质和应用范围。
晶态的物质结构晶态的物质结构是高度有序的，它们的原子或分子排列方式是非常规则的。
晶体的结构通常由周期性的基本单元组成，这个基本单元被称为晶胞。
晶体的物理性质与晶胞内的原子或分子排列方式、晶胞的大小和形状、以及晶体整体的对称性等因素有关。
晶体的结构可以用X射线衍射等方法来确定。
在X射线衍射中，X射线通过晶体时会发生衍射，衍射的图案可以反映出晶体的结构。
晶体的结构可以用布拉维格子来描述，布拉维格子是一种虚拟的晶胞，它可以用来描述晶体的周期性结构。
晶体的结构可以用空间群来描述，空间群是一个对称性操作的集合，它描述了晶体的对称性。
晶态的物质性质晶态的物质具有一些特殊的物理性质，这些性质与晶体的结构有关。
晶体的结构决定了它们的热力学性质、光学性质、电学性质等。
晶体的结构也决定了它们的机械性质，如硬度、弹性、塑性等。
晶体的结构还决定了它们的化学性质，如反应性、溶解度等。
晶态的物质应用晶态的物质在现代科技中有广泛的应用。
晶体管、LED等电子器件中的半导体材料就是晶态的物质。
晶态的物质还被用于制造光学器件、激光器等。
晶态的物质还被用于制造陶瓷、金属合金等工程材料。
非晶态的物质结构非晶态的物质结构是无序的，它们的原子或分子是随机排列的。
非晶态的物质可以看作是一种无序的、不规则的、没有周期性结构的固体。
非晶态的物质结构通常由玻璃态、胶态、凝胶态等状态组成。
非晶态的物质性质非晶态的物质具有一些独特的物理性质，这些性质与它们的无序结构有关。
非晶态的物质通常没有明显的熔点，而是通过玻璃转变或热分解来失去结构稳定性。
非晶态的物质通常具有较高的硬度和弹性模量，但它们的塑性和延展性较差。
《晶体与非晶体》课件
非晶体存储介质用于高密度数据存储和信息技术领域。
3 生物医学
非晶体中的玻璃状物质在生物医学中用于制备医用材料和药物传递系统。
晶体与非晶体的比较
物理性质
晶体具有周期性结构，而非晶 体没有。
制备方法
晶体通过晶体生长，非晶体通 过玻璃化或凝固法制备。
应用方向
晶体广泛应用于电子学和光电 学，而非晶体主要用于材料科 学、信息技术和生物医学。
按照结构
共价晶体、离子晶体、金属体。
晶体的物理性质
光学性质
晶体对不同波长的光有特殊的 折射、偏振、吸收和散射效应。
热学性质
晶体具有热膨胀、热导率和热 稳定性等特性。
电学性质
晶体对电场的响应和导电性能 因晶体结构和成分的不同而异。
晶体的应用
1 电子学
晶体管、半导体器件和集成电路等领域的关 键组件。
按照制备方法
熔融法、溶胶-凝胶法和蒸发法等。
按照成分
无机非晶体和有机非晶体。
非晶体的物理性质
热学性质
非晶体具有低热膨胀系数和高 热稳定性。
电学性质
非晶体的导电性取决于成分和 结构。
机械性质
非晶体具有高强度和良好的抗 划伤性能。
非晶体的应用
1 材料科学
非晶体在材料领域中用于改变材料性能和提高材料强度。
2 光电学
用于激光、光纤通信和显示器等光学器件。
3 化学
晶体结构对于化学反应的速率和选择性具有 重要影响。
4 材料科学
用于发展新材料和研究材料性质与结构之间 的关系。
什么是非晶体？
• 非晶体是没有长程有序结构的固体。 • 非晶体缺乏规则的几何形状。 • 非晶体结构缺乏周期性重复的单元。
高二化学集体非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的特殊性质及应用
集体备课提纲
一、晶体和非晶体的区别
晶体非晶体
外形
微粒排列
物理性质
举例
二、液晶
1. 定义:在一定温度范围内既具有流动性又具有各项异性的液体，称为液
态晶体，简称液晶。
2. 性质特点：流动性，各向异性
3. 各向异性的原因：
4. 用途：制造液晶显示器
三、纳米材料
1. 定义：是指三维空间尺度至少有一维处于纳米尺度（1～100nm）的.具
有特定功能的材料。
2. 组成：有纳米颗粒和颗粒间界面组成
3. 结构：纳米颗粒是长程有序的晶状结构，界面是既不长程有序也不短
程有序的无序结构
4. 性质：有既不同于微观粒子又有不同于宏观物体的独特性质
5. 用途：医疗上的用途.日常生活中的用途等
四、等离子体
1. 定义：有大量带电微粒（离子.电子）和中性微粒（原子或分子）所组成
的物质聚集体称为物质的等离子体。
2. 产生原因：
3. 性质特点：很好的导电性.很高的温度.有流动性.呈准电中性。
4. 存在：。
高中物理晶体非晶体知识点
高中物理晶体非晶体知识点
基础知识：
1. 晶体是由有序排列的原子或分子构成的固体，非晶体是由无序排列的原子或分子构成的固体。
2. 晶体具有定向性，非晶体没有定向性。
3. 晶体具有明确的晶体结构，而非晶体没有明确的结构，呈现出随机分布的状态。
4. 晶体具有具体的晶格参数、晶面和晶体形态，而非晶体没有这些特征。
晶体结构：
1. 晶体结构分为离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构。
2. 离子晶体结构由正离子和负离子通过电静力相互作用形成的结构。
3. 共价晶体结构由共价键形成的结构。
4. 金属晶体结构由金属原子之间的金属键形成的结构。
晶体缺陷：
1. 晶体缺陷主要分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
2. 点缺陷包括空位缺陷和杂质缺陷。
3. 线缺陷包括位错和螺旋位错。
4. 面缺陷包括晶界和堆垛错。
非晶体结构：
1. 非晶体结构没有明确的结构，它的结构呈现出无规则分布的状态。
2. 非晶体结构有两种常见的排列方式，即高密度排列（例如熔
融态条件下）和低密度排列（例如固态条件下）。
3. 非晶体具有很强的非晶特性，例如固态条件下呈现出象液体的形态。
4. 非晶体具有良好的机械性能和化学性质，因此在制备材料、光电器件等领域有广泛应用。
准晶非晶液晶单晶
结构特点性能应用制备法准晶概念随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。
结构既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。
一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。
一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2二维准晶：一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。
二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。
这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。
三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。
性能准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。
准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。
其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。
应用准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。
晶态和非晶态材料
几种液晶化合物的相转变温度
目前已知的液晶都是有机化合物，分子的形状有长棒形和圆盘形两种，长棒形液晶材料较早地被应用，均六苯酚的酯类化合物具有盘状液晶性质。
2.4.4 液晶显示技术 LCD 19世纪末，奥地利植物学家莱尼兹发现了液晶，并发现液态晶体分子排列有一定的顺序，这种顺序在电场的作用下会发生变化，从而影响它的光学性质，人们把这种现象称为电光效应； 20世纪60年代英国科学家制造出世界第一块液晶板； 1968年美国RCA公司推出第一台液晶显示器；
根据织构形态不同，热致性液晶可分为三种不同相：
向列相（Nematic）液晶：刚性中心分子，柔性尾链；分子大致以长轴方向平行排列；黏度小、应答速度快；液晶显示。
近晶相（Smectic）液晶：分子呈层状排列；分子长轴大致垂直于层面方向，层间顺向排列；黏度大，对电场应答速度慢；光记忆。
胆甾相（Cholestic）液晶：分子层状排列，长轴大致平行于层面方向；相邻两面内分子长轴差一定角度，呈螺旋型，可以看作是由多层向列型液晶堆积所成，称为旋光性向列相液晶。不同温度下产生不同波长的选择性反射，产生不同颜色变化；温度感测。
商品锂离子电池正极材料多用LiCoO2，但Co价格昂贵、有毒。 现在研制的低成本替代产品：层状结构的LiNiO2（合成条件苛刻，热稳定性差，不安全）；尖晶石结构的LiMn2O4（充电过程中存在着严重的容量衰减现象）。 对这些电极材料的掺杂改性就是制成非整比化合物晶体：LiNixCo1-xO2；Li1+xMn2O4；LiScxMn2-xO4。
添加标题
第二代是扭曲向列（TN）液晶显示器；
添加标题
第三代超扭曲（STN）液晶显示器；
添加标题
第四代薄膜晶体管（TFT）液晶显示器。
高中化学 第3章 第4节 第1课时 非晶体与液晶 精品导学案 鲁科版选修3
第4节几类其他聚集状态的物质第1课时非晶体与液晶【学习目标】1.掌握非晶体的概念以及非晶体的结构、性质特征。
2.掌握液晶的概念以及液晶的结构特点、用途、性质特点。
一、非晶体1．概念内部微粒的排列呈现____________的分布状态的固体。
2．非晶体与晶体的区别(1)本质区别在于物质内部的微粒能否周期性____________排列。
晶体的内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出____________，非晶体的内部微粒的排列则是____和____________的。
(2)性质区别在于晶体结构具有__________、____________和__________，而非晶体没有这些性质。
(3)某些非晶体的优异性能：某些非晶态合金的________和________高、____________性好；非晶体硅对阳光的____________比单晶硅大得多。
二、液晶1．定义在一定的温度范围内既具有液体的____________，又具有晶体的____________的物质。
2．特点液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出____________排列，所以液晶在__________、____________、__________等方面表现出类似晶体的____________。
3．用途液晶最重要的用途是制造______________，这种____________在电子手表、计算器、数字仪表、计算机显示器等器材中得到广泛应用。
1．下列物质中，不属于非晶体的是( )A．玻璃 B．石蜡和沥青C．塑料 D．干冰2．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它( )A．一定是晶体 B．一定是非晶体C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体3．下列关于聚集状态的叙述中，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的较紧凑，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、气两态之间，表现出明显的流动性4．关于液晶的下列说法正确的是( )A．液晶是液体和晶体的混合物B．液晶是一种晶体C．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定D．所有物质在一定条件下都能成为液晶5．固体分为________和________两大类。
准晶纳米晶非晶和液晶结构
准晶纳米晶非晶和液晶结构首先是准晶结构，准晶是指具有部分有序和部分无序排列的结构。
与晶体相比，准晶的原子排列稍微有一些规则性，但并不具备完全规则的晶体结构。
准晶具有特定的旋转对称性，常见的准晶有五重轴对称结构、十重轴对称结构等。
准晶具有比纯随机无序结构更多的规则性，具备一些晶体的性质，如有一些可预测的物理性质。
其次是纳米晶结构，纳米晶是指晶体的晶粒尺寸在纳米级别范围内的材料。
晶体的晶粒尺寸在纳米级别时，由于晶界面面积相对较大，可以导致材料的物理、化学性质发生显著变化。
与传统晶体相比，纳米晶材料具有更高的韧性、更优异的力学性能和更高的强度。
纳米晶结构的材料还具有较高的表面能，有助于提高催化活性和电化学性能。
第三是非晶结构，非晶是指材料缺乏长程有序结构，具有完全无序的原子或分子排列。
非晶结构没有明确的晶格，无法通过传统的晶体学方法来描述。
非晶材料在玻璃、金属合金和一些塑料中广泛存在。
非晶材料具有高硬度、高抗磨损性、良好的抗腐蚀性能和优异的电学性能。
非晶结构的材料还具有较好的弹性形变能力和高温稳定性。
最后是液晶结构，液晶是介于固体和液体之间的新型物质状态。
液晶材料在较低的温度下表现出有序排列的液体行为，同时又具备晶体的一些性质。
液晶的分子在空间中呈现出有序排列的特点，可以形成不同的液晶相，如向列型液晶、扭曲向列型液晶等。
液晶材料具有响应外界电场和温度的特性，在显示技术和光电器件等领域有广泛应用。
总之，准晶、纳米晶、非晶和液晶结构是材料科学中常见的四种晶体结构。
每种结构具有独特的原子或分子排列方式和特性，对材料的性质和应用有着重要的影响。
通过研究和利用这些不同的结构，可以设计和制造出具有特定性能和功能的材料。
2018-2019学年鲁科版高中化学选修3：第4节几类其他聚集状态的物质学案含答案
*第4节几类其他聚集状态的物质1．了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的结构特征及特殊性质。
2．了解上述其他聚集状态物质的实际用途和应用。
(难点)教材整理1 非晶体1．定义内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如：橡胶、玻璃、石蜡、沥青等。
2．与晶体的区别最大区别：物质内部的微粒能否有序地规则排列。
(1)晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出长程有序。
(2)非晶体的内部微粒的排列则是长程无序和短程有序的。
3．非晶体的优异性能(1)某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶态合金的高。
(2)某些非晶态合金在中性盐溶液或酸性溶液中的耐腐蚀性比不锈钢好。
(3)非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大。
为什么非晶体没有晶体所具有的对称性、各向异性和自范性？【提示】因为非晶体的内部微粒的排列是长程无序和短程有序。
教材整理2 液晶1．定义在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称液晶。
2．性质及原因性质：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现各向异性。
原因：液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列。
为什么液晶具有显示功能？【提示】液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列有关，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶具有显示功能。
[题组·冲关]1．有关非晶体的描述，不正确的是( )A．非晶体和晶体均呈固态B．非晶体内部的粒子是长程无序和短程有序C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性D．水晶属于非晶体【解析】水晶(SiO2)属于原子晶体。
【答案】 D2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )A．具有规则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C．晶体研碎后即变成非晶体D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体【解析】是否具有规则的几何外形不能作为判断晶体与非晶体的依据，如玻璃虽有规则的几何外形但却是混合物，属于非晶体，A项错误；研碎只是晶体大小发生变化，但晶体内部微粒仍为长程有序，所以晶体类型不变，同样，非晶体即便是加工成形，其内部粒子仍然是长程无序，短程有序，仍为非晶体，B项正确，C、D项错误。
准晶、纳米晶、非晶和液晶结构
（2）无规则网络学说
学说要点： a:形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的 三维空间网络。
b:这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维 空间无规律的发展而构筑起来的。
c:电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大 的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变 价离子则有一定的配位数。
离子键化合物在熔融状态以单独离子存在， 流动性很大，凝固时靠静电引力迅速组成晶格。 离子键作用范围大，又无方向性，且离子键化合 物具有较高的配位数（6、8），离子相遇组成晶 格的几率较高，很难形成玻璃。
金属键物质，在熔融时失去联系较弱的电子， 以正离子状态存在。金属键无方向性并在金属晶 格内出现最高配位数（12），原子相遇组成晶格 的几率最大，最不易形成玻璃。
折射率等
第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等
Tg ：玻璃形成温度，又称脆性温度。它是玻 璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可 以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力， 所以也称退火温度上限。
Tf ：软化温度。它是玻璃开始出现液体状态 典型性质的温度。相当于粘度109dPa·S，也是 玻璃可拉成丝的最低温度。
二是双辊法，此法也生产带状制品。与单辊法不同的 是，液体状金属喷射到两辊间隙处，进行双面冷却和 压延。
三是水中拉丝法。金属玻璃丝有独特的用途，但难以 用上述的辊面冷却方法制作，故常用水中拉丝法制作， 即把液体金属连续注入冷却水中，直接获得金属玻璃 丝。
此外，晶体材料在高能辐照或机械驱动作用下 也会发生非晶转变。
准晶体目前的应用包括耐磨涂层、不黏涂层、 热阻涂层(引擎绝热)、高效热电转换、聚合物 母体合成、选择性太阳能吸收和储氢等，主要 有铝系合金准晶体、Ti(zr)基准晶二大体系。
高考物理总复习 第48讲 晶体和非晶体 液晶讲义
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第48讲晶体和非晶体液晶知识整合一、晶体和非晶体1．在外形上，晶体具有________________，而非晶体则没有．2．在物理性质上，晶体具有各向________，而非晶体则是各向________的．3．晶体________确定的熔点，而非晶体________确定的熔点．4．晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化．二、多晶体和单晶体单个的________是单晶体，由________杂乱无章地组合在一起是多晶体．多晶体具有各向________、________固定的熔点．三、晶体的微观结构组成晶体的微粒(分子、原子或离子)都是按照各自的________排列的，具有空间上的________，微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做________．四、液晶1．液晶的物理性质液晶具有液体的________，又具有晶体的________．2．液晶分子的排列特点液晶分子既保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由移动位置，因此也保持了流动性．3．液晶的特点液晶分子的位置无序使它像流体，排列有序使它像晶体．4．液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷液晶分子的排列是不稳定的，外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质．5．液晶的外形特征液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子．方法技巧释难答疑的金钥匙考点1 晶体和非晶体、液晶1．晶体和非晶体、液晶的对照,非晶体,液晶外形,规则,不规则,不规则,熔点,确定,确定,不确定,物质性质,各向异性,各向同性,各向同性,各向异性排列,原子排列有规则,每个晶粒排列无规则,原子排列无规则,分子排列有序典型物质,石英、云母、明矾、食盐、味精,玻璃、蜂蜡,转化,晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化, 2.各向同性、各向异性有些晶体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，这类现象称为各向同性．将蜂蜡薄薄的涂在薄玻璃片、单层云母片上，把一支缝衣针烧热，然后用针尖接触蜂蜡层的背面，蜂蜡熔化区域的形状不同．3．晶体的微观结构晶体的内部微粒有规则的排列，所以晶体有规则的外形．晶体内部，从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同，造成晶体具有各向异性．而组成晶体的微粒可以形成不同的空间结构，所以同种元素形成的不同晶体具有不同的物理性质．【典型例题1】(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )A．同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B．单晶体中原子(或分子、离子)按照一定规则排列，具有空间上的周期性C．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质D．某些液晶中掺入少量多色性染料，可表现出光学各向异性1.把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一根缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如甲、乙两图所示，图中______(选填“甲”或“乙”)的薄片一定是晶体；液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，图中______(选填“丙”或“丁”)是液晶分子示意图．【学习建议】理解晶体热传导的各向异性或蜂蜡热传导各向异性及液晶分子结构．【典型例题2】(多选)甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，加热过程中，相同时间内吸收的热量相等，如图所示为其温度随时间变化的图象，由图可以判断( )甲乙丙A．甲，丙是晶体，乙是非晶体B．乙是晶体，甲，丙是非晶体C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高【学习建议】熔点是唯一分辨晶体与非晶体的物理性质．【典型例题3】(多选)下列叙述中正确的是( )A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊可制作电子表、电子计算器的显示元件C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路的短路点当堂检测 1.(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有( )A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同2．(多选)下列关于晶体和非晶体性质的说法中正确的是( )A．凡是晶体，其物理性质一定表现为各向异性B．凡是非晶体，其物理性质一定表现为各向同性C．物理性质表现了各向异性的物体，一定是晶体D．物理性质表现了各向同性的物体．一定是非晶体3．如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R，则这块样品一定是( )第3题图A．金属B．多晶体C．单晶体D．非晶体4．(17年南师附中)(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列说法中正确的是( )第4题图A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变5．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，如图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成，具有一定的结构特征，则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：第5题图(1)__________________________________________(2)__________________________________________．第七章固体、液体和物态变化第48讲晶体和非晶体、液晶知识整合基础自测一、1.规则的几何形状 2.异性同性 3.具有没有二、晶体颗粒单晶体同性具有三、规则周期性振动四、1.流动性光学各向异性方法技巧·典型例题1· BD 【解析】同种物质可能呈现晶体和非晶体两种形态，例如天然水晶和熔化以后再凝固起来的石英玻璃；晶体的内部，分子、原子或离子按一定规则排列，呈现空间点阵结构；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性；在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性．·变式训练1·乙丙【解析】甲图传热各向同性，乙图传热各向异性，故乙图一定是单晶体，甲图可能是非晶体；丁图分子排列杂乱无章，不是液晶，而丙图分子排列有规则，是液晶．·典型例题2·AD 【解析】吸收热量，温度升高到达熔点，温度保持不变，晶体全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，甲丙是晶体，乙是非晶体；甲图象的熔点温度是t2，而丙的熔点温度为t1，甲的熔点高．·典型例题3·BCD 【解析】棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易呈液晶态，但并非任何时候都是液晶态；可以控制温度来使液晶的透明程度发生变化，从而制作显示元件；这种液晶的颜色跟温度密切相关，可以用来探测温度；在皮肤表面涂上一层液晶，肿瘤部分的温度与周围组织的正常温度不同，液晶能显示出不同颜色；液晶是有机物，利用不导电的液晶可以检测短路点．当堂检测1．AD 【解析】食盐熔化过程中，温度不变，说明食盐是晶体；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片具有各向异性，云母是晶体．沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列有规则．相同的微粒，不同的微粒排列结构，造成物理性质不同．2．BC 【解析】物体的物理性质有很多，只要其中有一个物理性质为各向异性，此物体肯定为晶体；某一物理性质为各向同性并不代表此物体肯定就是非晶体，可能其他物理性质各向同性．3．C 【解析】AB和CD方向电阻相等，由电阻定律可知，AB和CD方向的电阻率就一定不相等，可见被测样品的导电性各向异性，则该样品必是单晶体．4．AB 【解析】由图可知固体甲融化时温度不变，而固体乙没有固定熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体；固体甲可能是多晶体，多晶体没有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形；在热传导方面固体甲也可能表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性；图线甲中ab段温度不变，吸收热量，所以甲的内能变大．5．(1)在确定方向上原子有规律地排列，在不同方向上原子的排列规律一般不同(2)原子排列具有一定对称性【解析】从左侧图上可以得出晶体分子在一定方向上具有一定的规律，根据右侧两图的对比可以看出在不同的方向上分子分布的规律完全不同.。
液晶晶体的结构性质与应用
液晶晶体的结构性质与应用液晶晶体是一种介电固体，呈现液体和晶体的混合物理特点。
与普通液体不同的是，液晶晶体由长方形、棒状、锥形等各种形状的分子排列而成，分子间互相作用，呈现有序结构。
因此，液晶晶体不同于普通固体，有着自己的独特性质和应用价值。
一、液晶晶体的基本结构液晶晶体的基本结构可以分为三个部分：分子、相、层。
分子是构成液晶晶体的基本单元，分子的形状和尺寸不同，可以形成不同的液晶相；相是由相同液晶分子组成的结构单元。
液晶相的种类很多，主要包括低温向列相、高温向列相、低温低序相、高温低序相、胆甾相、列相、螺旋相和胆甾向列相等；层是由液晶分子构成的平面结构，将其称为“列”，包括基底层、中间层和顶层。
不同的液晶相呈现不同的结构，影响着其它物理性质。
例如，向列相系列由分子沿着一方向排列，从而呈现各种各样的双折射和偏振光学现象，而胆甾相由分子呈螺旋状排列，从而呈现手性光学现象。
二、液晶晶体的性质液晶晶体有很多特殊的结构性质。
在电场的作用下，液晶分子可以发生旋转、翻转等运动，从而影响物理性质。
液晶分子的对称性也影响其液晶相的类型和性质。
除此之外，液晶晶体还有很多其他性质，如热学性质、光学性质、电学性质等。
光学性质是液晶晶体中最为重要的性质之一，其涉及偏振、衍射等现象。
偏振现象是指某一方向上的振动光波，对于分子有一定的限制性，因此，当光线通过液晶晶体时，其振动方向受到选通。
另一方面，液晶晶体内的分子有不同方向，可以使光线分散并呈现出棱镜效应。
从而，液晶晶体显示出了其它材料所不具备的特殊光学性质。
三、液晶晶体的应用液晶晶体的独特性质决定了其广泛的应用领域。
目前，液晶晶体已经成为日常生活中的必备元素，如电子显示器、手机屏幕、计算机屏幕、平板电脑屏幕、电视屏幕等等。
除了上述的日常生活用途，液晶晶体的应用范围还涉及到一些高科技领域，如光电子学，生物医学，航天工程等等。
在光电子学中，液晶晶体被广泛应用于激光器、光学存储、光学通信以及激光打印等领域。
晶体非晶体液晶
3. 晶体和非晶体存在差异的原因 主要是因为它们有不同的微观结构。
晶体结构假说 组成晶体的物质微粒（分子、原子或 离子）依照一定的规律在空间中排成整齐的行列，构成所 谓空间点阵。
食盐晶体的结构示意图
金刚石的结构示意图
分析：因为组成晶体的物质微粒是有规则地、周期 性地排列着的。所以，如果用点表示粒子，则这些点在空 间的排列就具有规则。表示晶体粒子所在位置的这些点称 为结点，结点的总体称为空间点阵。 如图是表示在一个平面上晶体微粒的排列情况。 分析：从图上可以看出，沿不 同方向所画的等长直线 AB 、 AC 、 AD 上，晶体微粒的数目不同。正 因为在不同方向上晶体微粒的排列 情况不同，才引起晶体在不同方向 上物理性质的不同。
总之，晶体外形的有规则和它的各向异性都是由于晶 体内部结构有规则的缘故。非晶体内部的物质微粒的排列 是不规则的，由于微粒的数目非常多，平均起来，各个方 向的物理性质就相同了。
五、液 晶 1. 液晶态 物质既有液体的流动性，又有晶体的分子 排列整体、各向异性的状态，叫做物质的液晶态。 2. 液晶 处于液晶态的物质叫做液晶。
7.4
晶体 非晶体 液晶 固体的分类
晶
体
非晶体
晶体和非晶体的区别
液 晶
一、固体的分类 固体可分为晶体和非晶体两类。 常见的晶体的有：石英、云母、明矾、食盐等。
晶 体
非晶体
属于非晶体的有：玻璃、松香、沥青、橡胶等。
二、晶
体
1. 晶体的外形是有规则的几何形状
例如，食盐晶体的外形是呈立方体形，明矾的晶体是 八面体。
4. 液晶的用途 液晶在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等
方面有着广泛的应用。
大屏幕液 1. 晶体和非晶体有什么不同？
非晶体名词解释
非晶体名词解释非晶体是一种由经过特定处理形成的亚原子结构的材料，有时也被称为无定形材料。
它不像晶体的其他结构，没有给定的固定晶胞形状，并且具有比晶体更大的晶体体积和完全不同的物理性质，包括电学、热学、力学等。
非晶体被认为是介于晶体和液态之间的特殊状态，因其表现出中间相的性质而闻名，它也拥有晶体和液态的某些共同性质。
非晶体有两种类型：无定形非晶材料和液晶材料。
无定形非晶材料，即无定应力非晶体，是由于材料中原子之间没有晶体结构，以及由于在热力学上缺乏两种不同稳态之间的热动力学平衡，使材料形成一种非晶态的结构。
无定形非晶材料表现出高熔融点、低延展性和低强度以及其它特殊性质。
液晶材料也被称为有定形非晶体，是由一种具有液晶特性的液体复杂混合物所形成的材料。
液晶具有液体的流性和晶体的排列性，其特性表现为在低温下具有晶体状态，在高温下具有液体状态。
液晶材料具有良好的机械性能和电学特性，例如，高分子液晶能够在低热量条件下改变电导率，从而用作显示器的常用材料。
非晶体的性质源于材料的组成，其由极性分子和非极性分子构成，各种成分之间存在相互作用。
如果非晶体的分子结构是非极性的，如脂类和蛋白质等，则有可能形成类晶相，即被称为隐类晶。
隐类晶具有晶体的特征，但是由于其尺寸比晶体小，所以具有较低的强度，而且它不容易被发现。
非晶体在多个领域中扮演着重要的角色，包括金属加工、冶金、电子行业、医学领域等。
在冶金中，非晶体的应用能够改善冶金性能，提高合金的强度和韧性，加工高品质的材料。
在电子行业中，可用非晶体作为封装材料，防止电子元件受到外界环境影响，以保护其正常工作。
此外，在医学领域，非晶体也有着极大的应用前景，比如可作为用于细胞分离和培养的生物材料，用于组织工程应用，以及用作人体植入物等。
总之，非晶体是一种拥有晶体和液态的某些共同性质的特殊材料，具有很多独特的性质，如高熔点、低延展性和低强度等。
它不仅在金属加工、冶金和电子领域中得到了广泛应用，而且在医学领域也有着很大的潜力。
2-3 准晶、非晶和液晶
2-3 准晶、非晶和液晶
物质的其它聚集形态
准晶体、非晶体、液晶、等离子体、玻色-爱 因斯坦凝聚等
2018/10/24
2
晶体：周期性、对称性
？
1.准晶体
1984年中国、美国、法国和以色列（schechman，1982）等国 家的学者几乎同时在淬冷合金中发现了存在有5次对称轴，确证这 些合金相是具有长程定向有序，而没有周期平移有序的一种封闭 的正20面体相，并称之为准晶体。
(2) 按结构分类：
① 近晶相液晶(smectic) 位置有序，取向有序 形式：棒状分子的有序排列 引起的层状结构——层型液晶
② 向列相液晶(nematic) 杆状分子广泛的平行排列，沿纵向容易移动
分子取向有序，位置无序
S (3cos 1)
1 2 2
序参数
偏光显微镜照片 (线形缺陷)
③ 胆甾相液晶(cholesteric)
(1) 电光效应的应用
在液晶盒上加电压后，电场使液晶分子轴 旋转，最后与弹性力达到平衡
TN: Twisted Nematic，扭曲向列
扭曲向列型(TN)液晶
液晶光开关工作原理示意图
入射的自然 光 偏振片P1
扭曲排列 的液晶分 子具有光 波导效应
光波导已 被电场拉 伸
偏振片P2
出 射 光
(2) 热敏效应的应用
2.1 非晶态合金的结构特征
非晶态合金与晶态合金最大的区别在于长程无序。 晶态合金只要了解一个晶胞中原子的排布，由于周期 性，固体中所有原子的排布都知道了。而非晶态合金结构 特点为短程有序、长程无序，即某一个第一近邻、第二近
邻原子是有固定排列的，而更远的原子是无序的。从X射线
区分晶体和非晶体最科学的方法是什么
区分晶体和非晶体最科学的方法是什么从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体，但并不一定可靠.区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验相信不少同学都对晶体和·非晶体并不陌生，晶体（crystal）即是物质的质点（分子、原子、离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质。
从宏观上看，晶体都有自己独特的、呈对称性的形状，如食盐呈立方体；冰呈六角棱柱体；明矾呈八面体等。
晶体在不同的方向上有不同的物理性质，如机械强度、导热性、热膨胀、导电性等，称为各向异性。
晶体有固定的熔化温度—熔点（或凝固点）。
晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。
常见的晶体有萘，海波，冰，各种金属。
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。
非晶体没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。
它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。
它没有固定的熔点。
所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。
晶体有自范性，非晶体无自范性，它是一个正在发展中的新的研究领域，并得到迅速的发展。
晶体和非晶体所以含有不同的物理性质，主要是由于它的微观结构不同。
组成晶体的微粒──原子是对称排列的，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独特几何形状。
组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用主要是静电力。
对每一个原子来说，其他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不易改变。
晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质。
例如原子的规则排列可以使晶体内部出现若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面。
如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的弹性。
从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原；而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足胡克定律。
液晶的工作原理及典型应用
液晶的工作原理及典型应用液晶（Liquid Crystal）是一种介于液体和晶体之间的物质，具有高度有序的分子排列结构。
液晶的工作原理是通过电场的作用改变其分子排列结构而实现的。
液晶具有光学特性，可以通过控制电场来控制其光学性质，从而用于各种光电显示设备。
液晶的工作原理可以从分子层面来理解。
液晶分子可以分为两部分，即长轴和短轴。
长轴是分子的长度方向，短轴是分子的宽度方向。
在没有电场的情况下，液晶分子的长轴倾向于平行排列，称为同向排列。
而在受到电场作用时，液晶分子的长轴会发生旋转，称为异向排列。
当液晶的长轴呈现异向排列时，它会对通过它的光进行偏振，即只允许某个方向上的光通过。
这个现象就是液晶的偏振特性。
通过改变电场的方向和强度，可以控制液晶分子的排列结构和偏振特性。
液晶是一种有记忆性的材料，在受到电场作用后可以保持一定时间的排列状态。
液晶的典型应用之一是液晶显示技术。
液晶显示器（LCD）是一种利用液晶的偏振特性实现图像显示的设备。
液晶显示器通常由多个像素组成，每个像素中包含液晶分子和偏振器。
当电场加在液晶上时，像素的液晶分子排列结构发生变化，改变了光通过的状态，从而实现图像显示。
液晶显示器有很多优点，如低功耗、薄型轻便、可视角度大等。
因此，液晶显示器广泛应用于电子产品中，如计算机显示器、电视机、手机屏幕等。
另一个典型应用是液晶投影技术。
液晶投影器是一种利用液晶的光学特性进行投影的设备。
液晶投影器采用液晶芯片和光学系统，通过控制液晶分子的排列结构，实现对光的偏振和调制，最终在屏幕上呈现出高质量的投影图像。
液晶投影器因其投影效果好、可视角度大、色彩还原度高等特点，被广泛应用于教育、商务、娱乐等领域。
目前市场上的液晶投影器种类繁多，包括便携式投影器、家庭影院投影器、大型商用投影器等。
此外，液晶还有其他一些应用。
例如，液晶显示器透明度可调，可以用于调光器、窗帘、太阳能控制等领域。
液晶在生物医学领域也有应用，如液晶生物传感器、液晶药物传递系统等。
晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别晶，多晶，非晶，微晶，无定形，准晶的区别要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。
我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
晶体共同特点：均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。
固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。
规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。
对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。
可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。
与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。
一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）.晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。
首先提出这个概念的是凝固理论。
从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。
多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。
英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。
有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。
对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。
所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。
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总结：
说明：平常见到的各种金属材料都是多晶体。把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许多晶粒组成的，晶粒有大有小，每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性。只是由于它们杂乱无章地排列着，整体才表现为各向同性。
晶体具有规则的几何形状，非晶体没有规则的几何形状。
（1）晶体有一定的熔点；非晶体没有一定的熔点。
说明：液晶是一种介于固态和液态之间的物质，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性。而一般所用的液晶显示器，都是利用液晶的光电效应。液晶加热时会呈现透明状态（透明的液态），而冷却后又会结晶（混乱的固态），是具有规则性分子排列的有机化合物
液晶在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等方面有着广泛的应用
（2）晶体的物理性质与方向有关，即各向异性；非晶体的物理性质在各个方向上是相同的，即各向同性。
主要是因为它们有不同的微观结构
晶体结构假说组成晶体的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间中排成整齐的行列，构成所谓空间点阵。
总之，晶体外形的有规则和它的各向异性都是由于晶体内部结构有规则的缘故。非晶体内部的物质微粒的排列是不规则的，由于微粒的数目非常多，平均起来，各个方向的物理性质就相同了。
（1）如果整个物体就是一个晶体，这样的物体就叫做单晶体。
（2）如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（晶粒）组成的，这样的物体就叫做多晶体，它没有规则的几何形状，具有各向同性
阅读回顾初中学过的相关知识
举例
回答问题
学生思考问题，
交流体会．
教学内容
教师活动
学生活动
三、非晶体
1.几何形状非晶体是没有规则的几何形状。
常见的晶体的有：石英、云母、明矾、食盐等
属于非晶体的有：玻璃、松香、沥青、橡胶等。
例如，食盐晶体的外形是呈立方体形，明矾的晶体是八面体。
石英晶体的中间是一个六面棱柱，两端是六面棱锥；雪花晶体的形状虽然不同，但都具有六角形的规则图案。
晶体在不同的方向上不仅导热性能不同，机械强度和导电性能等其他物理性质也不同。也就是说，晶体内部的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性。
2.物理性质
非晶体的各种物理性质在各个方向上都相同，这种特性叫做各向同性。
四、晶体和非晶体的区别
1.外形上的差异
2.物理性质的差异
3.晶体和非晶体存在差异的原因
五、液晶
1.液晶态物质既有液体的流动性，又有晶体的分子排列整体、各向异性的状态，叫做物质的液晶态
2.液晶处于液晶态的物质叫做液晶
3.液晶的特点液晶分子排列不稳定，外界电场、磁场、温度、压力等作用很容易引起分子排列的变化，从而改变液晶的透明程度和颜色。
课题序号
实施课时
2
使用教具
课题名称
13.6晶体非晶体液晶
教学目标
（知识与技能，过程与方法，情感、态度、价值观）
一、知识目标1.知道什么是晶体，什么是非晶体.2.知道晶体有单晶体和多晶体3.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。
二、能力目标 培养学生通过观察现象总结规律的能力.
三、德育目标 通过晶体和非晶体的外形和性质进行区别是由它们的微观结构决定的，使学生了解内因和外因的辩证关系.
教学重点
1.知道什么是晶体和非晶体，什么是单晶体和多晶体.
2.知道晶体和非晶体在外形和物理性质上的区别
教学难点
对晶体和非晶体在外形和物理性质上区别的微观解释.
教学内容
教师活动
学生活动
一、固体的分类
固体可分为晶体和非晶体两类。
二、晶体
1.晶体的外形是有规则的几何形状
2．物理性质
3．晶体可分为单晶体和多晶体
学生阅读
比较
总结
回答问题
阅读相关教材
学生交流
讨论
得出结论
练习
1.晶体和是否就是非晶体？
课后作业：阅读本节后相关科学材料