人教版高中物理必修一晶体与非晶体
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3.研究中的人造法。通过激光加热，二氧化碳还原法制备。 这种方法正在研究，已经取得一部分进展，但是还没有引 入工业生产。这种方法制备的金刚石纯度高、产量极高、 价格低廉，但是颗粒较小，取得大颗粒金刚石还待研究。
人造钻石和天然钻石的区别
相同 方面
天然 成分 钻石 硬度 人造 密度
钻石
不同方面
X-射线 亲油性 亲水性
4．一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是 宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表沿两对称轴 O1O1′，和O2O2′，测其电阻阻值均为R，则这块样品可 能是( )
A．单晶体 B．多晶体 C．非晶体 D．金属
5．由同种物质微粒组成但空间点阵不 同的两种晶体，这两种晶体一定是： （）
一般在以下条件下形成 1.最常见，自然条件下，石墨在地层中受地层高压和高温，
形成金刚石。这种方式形成的金刚石纯度高、颗粒大，但 是属于矿资源，开采成本高，产量有限，价格昂贵。
2.工业生产，通过高温、高压和催化剂的作用下生成。因为 人造环境中要制备石墨转化为金刚石所需的高温高压非常 困难，所以现有一般通过爆炸法制备。这种方法制备的金 刚石，纯度低、颗粒小，但是产量高，价格低廉。
重点突破
熔点的解释，给晶体加热到一定温度时， 一部分微粒有足够的动能，克服微粒间的 作用力，离开平衡位置，使规则的排列被 破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的 热量全部用来破坏规则的排列，温度不发 生变化． 实验证实： 人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部 结构进行研究后，证实了微观结构是正确 的
发蓝色 荧光
油会融在 在钻石表 钻石表面 面水呈小
珠状
发黄色荧 形成油珠 在钻石表
光和磷光
面分散流
走
晶体形成的途径
熔融态物质凝固。 气态物质冷却不经液态直接凝
固（凝华）。 溶质从溶液中析出。
经不同途径得到的晶体
4．一种物质是晶体还是非晶体并不 是绝对的，它们在一定条件下可以 相互转化。
有的物质有几种晶体，是因为它们 的物质微粒能形成不同的晶体结 构．
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态 SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷 却形成的。
课堂练习题
1.钛酸钡的热稳定性好,
介电常数高,在小型变
Ba
压器、话筒和扩音器
中都有应用。其晶体
Ti
的结构示意图如右图
O
所示。则它的化学式
为（ ）
A.BaTi8O12 C. BaTi2O4
B. BaTi4O6 D. BaTiO3
课堂小结
晶体定义及特点 单晶体、多晶体、非晶体的区
别 晶胞中所含原子的计算
【1】晶体具有各向异性是由于（ ）
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列 情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列 情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性
【2】下列说法中正确的是 ( )
A．黄金可以切割加工成任意形状， 所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
石英玻璃
观察·思考
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
水晶石
重点突破
晶体各向异性的微观解释 在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性
的． 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性
能、光的折射性能等．晶体的各向异性是指晶体在不同方向 上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能 时测量结果不同．例如晶体在不同的方向还可以有不同的硬 度、弹性、热膨胀性质、导电性能等． 需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体 都能在各物理性质上表现出各向异性，例如云母、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；方铅矿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；立方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；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．
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列不同
二:晶胞
晶体粒子在空间中有规则的排列， 这些点的总和叫做晶格，任何晶格 都可以看作某个最小部分在三维空 间中无限重复的产物，这一最小部 分叫做晶胞。由晶胞的特征可以将 晶体分为七个晶系：立方晶系、四 方晶系、六方晶系、菱形晶系、斜 方晶系、单斜晶系、三斜晶系。
A．物理性质相同，化学性质不相同．
B．物理性质不相同，化学性质相同．
C．物理性质相同，化学性质相同．
D．物理性质不相同，化学性质不相 同．
6、下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图，它们的化学 性质相似，物理性质却有很大差异．其原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同B．构成它们的原子数目不同
顶角
棱上 面上
练习二：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为____个。
练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
石墨能变金刚石？
1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成 金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石， 至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条 件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件 的仪器装置。石墨在5-6万大气压（（5-6） ×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用 金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金 刚石。 目前世界上已有十几个国家（包括我国）均合成 出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细，主要 用途是做磨料，用于切削和地质、石油的钻井用 的钻头。当前，世界金刚石的消费中，80％的人 造金刚石主要是用于工业，它的产量也远远超过 天然金刚石的产量。
三种典型立方晶胞结构
简单立方 体心立方 面心立方
(二):晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
请看:
84 51
棱边：1/4
31 73
62
42
面心：1/2
2
顶点：1/8
1
来自百度文库
1
体心：1
(二): 晶胞中粒子个数计算规律
晶胞 顶角 棱上 面上
立方体 1/8 1/4 1/2
中心 1
C．单晶体的所有物理性质都是各 向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有 规则的几何形状
3．某种固体制成的均匀薄片，将 其一个表面涂上一层很薄的石蜡， 然后用烧热的钢针去接触其反面， 发现石蜡熔化区域呈圆形．由此可 断定该薄片（ ）
A．一定是非晶体 B．一定是单晶 体
C．一定是多晶体 D．不一定是非 晶体
晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观 空间里呈现周期性的有序排列的宏观表 象。
微观结构理论的内容包括：
①组成晶体的物质微粒（分子、原子 或离子）是依照一定的规律在空间中 整齐的排列的．
②微粒的热运动特点表现为在一定的 平衡位置附近不停地做微小的振动。
多晶体和单晶体
单个的晶体颗粒是单晶体，由许多 单晶体杂乱无章地组合在一起是多 晶体，多晶体具有各向同性。
2、晶体有三个特征： (1)晶体有整齐规则的几何外
形； (2)晶体有固定的熔点，在熔
化过程中，温度始终保持不变；
(3)晶体有各向异性的特点。
分类
离子晶体：一般由活泼金属和活泼非金属元素组成， 大多的盐（除ALCL3外，它是分子晶体）， 强碱、金属氧化物。 特例：NH4CL（氯化铵）是由非金属组成的离子晶体 原子晶体：高中阶段记住有单质硅，碳化硅，金刚石，石 英。
分子晶体：由共价键组成，主要包括 气态氢化物 ，含氧 酸 ，非金属氧化物。 金属晶体 ：金属单质。由金属阳离子与自由移动的电子 组成。
3、晶体与非晶体的本质差异
晶体
自范性
微观结构
有（能自发呈现多面体外 原子在三维空间里呈周
形）
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
说明：
空白演示
在此输入您的封面副标题
雪 花
冰糖 金刚石
石墨
水晶石
思考
什么是晶体？什么是非晶体？ 晶体有什么特点和性质？ 晶体和非晶体的本质区别是什么？
1. 概念 晶体：晶体是原子、离子或分子按照一定的周 期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一 定规则的几何外形的固体。
非晶体：是内部质点在三维空间不成周期性重 复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程 有序。
对各向异性的微观解释：如图所示，这是在一个 平面上晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看 出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD 上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多， 直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同 方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的 不同方向上物理性质的不同．
人造钻石和天然钻石的区别
相同 方面
天然 成分 钻石 硬度 人造 密度
钻石
不同方面
X-射线 亲油性 亲水性
4．一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是 宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表沿两对称轴 O1O1′，和O2O2′，测其电阻阻值均为R，则这块样品可 能是( )
A．单晶体 B．多晶体 C．非晶体 D．金属
5．由同种物质微粒组成但空间点阵不 同的两种晶体，这两种晶体一定是： （）
一般在以下条件下形成 1.最常见，自然条件下，石墨在地层中受地层高压和高温，
形成金刚石。这种方式形成的金刚石纯度高、颗粒大，但 是属于矿资源，开采成本高，产量有限，价格昂贵。
2.工业生产，通过高温、高压和催化剂的作用下生成。因为 人造环境中要制备石墨转化为金刚石所需的高温高压非常 困难，所以现有一般通过爆炸法制备。这种方法制备的金 刚石，纯度低、颗粒小，但是产量高，价格低廉。
重点突破
熔点的解释，给晶体加热到一定温度时， 一部分微粒有足够的动能，克服微粒间的 作用力，离开平衡位置，使规则的排列被 破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的 热量全部用来破坏规则的排列，温度不发 生变化． 实验证实： 人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部 结构进行研究后，证实了微观结构是正确 的
发蓝色 荧光
油会融在 在钻石表 钻石表面 面水呈小
珠状
发黄色荧 形成油珠 在钻石表
光和磷光
面分散流
走
晶体形成的途径
熔融态物质凝固。 气态物质冷却不经液态直接凝
固（凝华）。 溶质从溶液中析出。
经不同途径得到的晶体
4．一种物质是晶体还是非晶体并不 是绝对的，它们在一定条件下可以 相互转化。
有的物质有几种晶体，是因为它们 的物质微粒能形成不同的晶体结 构．
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态 SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷 却形成的。
课堂练习题
1.钛酸钡的热稳定性好,
介电常数高,在小型变
Ba
压器、话筒和扩音器
中都有应用。其晶体
Ti
的结构示意图如右图
O
所示。则它的化学式
为（ ）
A.BaTi8O12 C. BaTi2O4
B. BaTi4O6 D. BaTiO3
课堂小结
晶体定义及特点 单晶体、多晶体、非晶体的区
别 晶胞中所含原子的计算
【1】晶体具有各向异性是由于（ ）
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列 情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列 情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性
【2】下列说法中正确的是 ( )
A．黄金可以切割加工成任意形状， 所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
石英玻璃
观察·思考
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
水晶石
重点突破
晶体各向异性的微观解释 在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性
的． 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性
能、光的折射性能等．晶体的各向异性是指晶体在不同方向 上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能 时测量结果不同．例如晶体在不同的方向还可以有不同的硬 度、弹性、热膨胀性质、导电性能等． 需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体 都能在各物理性质上表现出各向异性，例如云母、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；方铅矿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；立方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；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．
C．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列不同
二:晶胞
晶体粒子在空间中有规则的排列， 这些点的总和叫做晶格，任何晶格 都可以看作某个最小部分在三维空 间中无限重复的产物，这一最小部 分叫做晶胞。由晶胞的特征可以将 晶体分为七个晶系：立方晶系、四 方晶系、六方晶系、菱形晶系、斜 方晶系、单斜晶系、三斜晶系。
A．物理性质相同，化学性质不相同．
B．物理性质不相同，化学性质相同．
C．物理性质相同，化学性质相同．
D．物理性质不相同，化学性质不相 同．
6、下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图，它们的化学 性质相似，物理性质却有很大差异．其原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同B．构成它们的原子数目不同
顶角
棱上 面上
练习二：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为____个。
练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
石墨能变金刚石？
1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成 金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石， 至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条 件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件 的仪器装置。石墨在5-6万大气压（（5-6） ×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用 金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金 刚石。 目前世界上已有十几个国家（包括我国）均合成 出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细，主要 用途是做磨料，用于切削和地质、石油的钻井用 的钻头。当前，世界金刚石的消费中，80％的人 造金刚石主要是用于工业，它的产量也远远超过 天然金刚石的产量。
三种典型立方晶胞结构
简单立方 体心立方 面心立方
(二):晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
请看:
84 51
棱边：1/4
31 73
62
42
面心：1/2
2
顶点：1/8
1
来自百度文库
1
体心：1
(二): 晶胞中粒子个数计算规律
晶胞 顶角 棱上 面上
立方体 1/8 1/4 1/2
中心 1
C．单晶体的所有物理性质都是各 向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有 规则的几何形状
3．某种固体制成的均匀薄片，将 其一个表面涂上一层很薄的石蜡， 然后用烧热的钢针去接触其反面， 发现石蜡熔化区域呈圆形．由此可 断定该薄片（ ）
A．一定是非晶体 B．一定是单晶 体
C．一定是多晶体 D．不一定是非 晶体
晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观 空间里呈现周期性的有序排列的宏观表 象。
微观结构理论的内容包括：
①组成晶体的物质微粒（分子、原子 或离子）是依照一定的规律在空间中 整齐的排列的．
②微粒的热运动特点表现为在一定的 平衡位置附近不停地做微小的振动。
多晶体和单晶体
单个的晶体颗粒是单晶体，由许多 单晶体杂乱无章地组合在一起是多 晶体，多晶体具有各向同性。
2、晶体有三个特征： (1)晶体有整齐规则的几何外
形； (2)晶体有固定的熔点，在熔
化过程中，温度始终保持不变；
(3)晶体有各向异性的特点。
分类
离子晶体：一般由活泼金属和活泼非金属元素组成， 大多的盐（除ALCL3外，它是分子晶体）， 强碱、金属氧化物。 特例：NH4CL（氯化铵）是由非金属组成的离子晶体 原子晶体：高中阶段记住有单质硅，碳化硅，金刚石，石 英。
分子晶体：由共价键组成，主要包括 气态氢化物 ，含氧 酸 ，非金属氧化物。 金属晶体 ：金属单质。由金属阳离子与自由移动的电子 组成。
3、晶体与非晶体的本质差异
晶体
自范性
微观结构
有（能自发呈现多面体外 原子在三维空间里呈周
形）
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
说明：
空白演示
在此输入您的封面副标题
雪 花
冰糖 金刚石
石墨
水晶石
思考
什么是晶体？什么是非晶体？ 晶体有什么特点和性质？ 晶体和非晶体的本质区别是什么？
1. 概念 晶体：晶体是原子、离子或分子按照一定的周 期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一 定规则的几何外形的固体。
非晶体：是内部质点在三维空间不成周期性重 复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程 有序。
对各向异性的微观解释：如图所示，这是在一个 平面上晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看 出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD 上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多， 直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同 方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的 不同方向上物理性质的不同．