第二章固体结构2教案
材料科学基础_第2章_固体材料的结构
4
共价键
原子间不产生电子的转移，借共用电子对产生的力结合， 如金刚石，单质硅，SiC 特点： 1.饱和性：电子必须由（8－N）个邻近原子共有；
2.具有方向性：氧化硅四面体中硅氧键为109°
3. 脆性：外力作用，原子间发生相对位移，键将被 破坏
配位数与致密度 配位数 CN=12 致密度 k=0.74
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体心立方结构(特征）
体心立方晶格密排面
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体心立方晶格（间隙及堆垛方式）
间隙: 也是两种，为八面体和四面体间隙， 八面体间隙位于晶胞六面体每个面的中心和每个棱的 中心由一个面上四个角和相邻两个晶胞体心共6个原围成， 即数量为6。大小为rB=0.154R(在<100>) 或rB=0.633R (在<110>) 。
配位数： CN=8 致密度： k=0.68
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密排六方晶格原子位置
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密排六方晶格晶胞原子数
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密排六方晶格密排面
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密排六方晶格原子配位数
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密排六方晶格(间隙及堆垛方式）
• 间隙: 较为复杂，如图2.34 八面体间隙rB=0.414R 有 6 个 四面体间隙rB=0.225R 有 12 个
图1 Cl和Na离子保持r0的距离
图2 NaCl 晶体
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•
分子键（范德华力)
以若静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的。
特点：除高分子外，键的结合不如化学键牢固，无饱和性， 无方向性。
氢键： 分子间特殊作用力
表达为：X—H—Y 特点：具有饱和性和方 向性，可存在于分子内 或分子间。氢键主要存 在于高分子材料内。
高中物理 第2章 固体 2.2 固体的微观结构教案 鲁科版
第二节 固体的微观结构【知识网络】【教学目标】1.了解固体的微观结构。
会区别晶体和非晶体，列举生活中常见的晶体和非晶体。
2.初步了解材料科学技术的有关知识及应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。
【自学评价】1、 称为晶体； 称非晶体2、常见的晶体有： ； 常见的非晶体有： 。
3、预习课本，完成下表4、组成晶体的微观粒子按 在空间整齐地排列，微粒的热运动表现为 。
【经典范例】1、下列说法中正确的是 （ ）A 、显示各向异性的物体必定是晶体B 、不显示各向异性的物体必定是非晶体C 、具有确定熔点的物体必定是晶体D 、不具有确定熔点的物体必定是非晶体2、下列说法错误的是 （ ）A 、晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质威力是规则排列的B 、有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C 、凡各向同性的物质一定是非晶体D 、晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的3、如图所示，食盐的晶体是由钠离子和氯离子组成的。
这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离排列地交错排列的。
已知食盐的摩尔质量是58.5 克/摩，食盐的密度是2.2克/厘米3。
阿伏伽德罗常数为6.0×1023摩-1。
在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值为多少？【思维点播】1、如何正确理解晶体的各向异性晶体 晶体的微观结构固体 非晶体在物理性质上，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量晶体的物理性能得到的结果不同。
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种物理性能上表现出各向异性，例如云母、石膏晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向传递热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向电阻率不同；立方体的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同的方向弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向上的折射率不同。
第二章_固体结构-晶向晶面2.2
2） 过坐标原点，作直线 （OP）与待求晶向平行； 3） 在该直线上取点（距原 点最近），并确定该点P的 坐标（x，y，z） 4）该值乘最小公倍数化成 最小整数u，v，w并加以方 括号[u v w]即是。
设坐标，求坐标，化整数，列括号
求法2（两点法）
1. 以晶胞的某一阵点为原点，以晶 轴为坐标轴X、Y、Z，以晶胞的边 长为三坐标轴的长度单位。 2. 确定晶向上任两点的坐标 (x1,y1,z1) (x2,y2,z2)。 3. 计算x2-x1 ： y2-y1 ： z2-z1 ； 4. 化成最小整数比u：v：w ； 5. 放在方括号[uvw]中，不加逗号， 负号记在上方 。
[uv w]
1、红线代表的晶向由两个结点的坐标之差确定 2、晶向指数同乘、除一个数，晶向不改变。 如[012]---[0 ½ 1]
如图为立方晶系： X轴、Y轴、
Z轴；长度单位a=b=c=1。
例： OD为[101]； Om为：坐标1/2、1、1/2；化
简后[121]；
EF为：[111]
用平行的直线连接起来， 构成三维几何格架
2.1.2 晶胞 组成点阵的具有代表性的基本单
元，称为晶胞
如何选取晶胞？应遵循下述原则
(1)对称性 选取的平行六面体应反映点阵的最高对称性； (2)相等性 平行六面体内的棱和角相等的数目应最多； (3)直角性 当平行六面体的棱边夹角存在直角时，直角数目应最多。 (4)最小性 在满足上述条件的情况下，晶胞体积应最小。
2.2 晶向指数和晶面指数
晶向——通过晶体中任意两个原子中心连成直线来表 示晶体结构的空间的各个方向。 晶面——晶体结构一系列原子所构成的平面。 晶向指数和晶面指数是分别表示晶向和晶面的符号， 国际上用Ｍiller指数（Ｍiller indices ）来统一标定。
三年级科学下册第三单元固体和液体教案
三年级科学下册第三单元-固体和液体教案第一章：认识固体和液体1.1 学习目标：能理解固态和液态的基本特征。
能够通过观察和实验，区分固体和液体。
1.2 教学内容：固态和液态的定义和特征。
观察和实验：用不同的物品（如球体和海绵）来观察固态和液态的特点。
1.3 教学活动：观察不同的物品，如球体和海绵，并描述它们的状态。
进行实验，观察固体和液体的变化。
第二章：固体的形状和结构2.1 学习目标：能理解固体形状和结构的特点。
能够通过实验和观察，探索固体的形状变化。
2.2 教学内容：固体的形状和结构的特点。
实验和观察：用不同的物品（如积木和橡皮泥）来探索固体的形状变化。
2.3 教学活动：观察和实验：用积木和橡皮泥制作不同的形状，并观察它们的变化。
讨论和分享：分享自己的观察和发现，讨论固体的形状和结构的特点。
第三章：液体的特点3.1 学习目标：能理解液态的基本特征。
能够通过观察和实验，探索液体的特点。
3.2 教学内容：液态的定义和特征。
观察和实验：用不同的物品（如水、沙子和盐水）来观察液体的特点。
3.3 教学活动：观察和实验：用不同物品观察液体的特点，如水、沙子和盐水。
讨论和分享：分享观察结果，讨论液体的特点。
第四章：液体的变化4.1 学习目标：能理解液体变化的现象。
能够通过实验和观察，探索液体的变化。
4.2 教学内容：液体变化的现象。
实验和观察：用不同的物品（如冰块和水）来观察液体的变化。
4.3 教学活动：观察和实验：用冰块和水进行实验，观察液体的变化。
讨论和分享：分享观察结果，讨论液体的变化现象。
第五章：固体和液体的应用5.1 学习目标：能理解固体和液体在日常生活中的应用。
能够通过观察和实验，探索固体和液体的实际应用。
5.2 教学内容：固体和液体在日常生活中的应用。
观察和实验：用不同的物品（如饮料杯和吸管）来观察固体和液体的实际应用。
5.3 教学活动：观察和实验：用饮料杯和吸管进行实验，观察固体和液体的实际应用。
高二物理课《固体》优秀教案
高二物理课《固体》优秀教案一、教学内容本节课选自高二物理教材《固体》章节，主要详细内容包括：固体的基本概念、晶体结构和特性、非晶体特性及其与晶体区别、固体的力学性质和热学性质等。
二、教学目标1. 理解并掌握固体的基本概念、晶体和非晶体的特性及其区别。
2. 学会分析固体的力学性质和热学性质，并能运用相关概念解释实际问题。
3. 培养学生的观察能力、逻辑思维能力和合作学习能力。
三、教学难点与重点教学难点：晶体结构、固体性质的理解与应用。
教学重点：固体基本概念、晶体和非晶体的区别、固体性质的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：固体模型、多媒体课件、实验器材等。
2. 学具：笔记本、教材、练习本等。
五、教学过程1. 导入：通过展示日常生活中的固体实例，引发学生对固体性质的思考。
2. 新课导入：讲解固体的基本概念、晶体和非晶体的区别，引导学生学习晶体结构。
3. 实践情景引入：进行固体实验，观察晶体和非晶体的特点，让学生亲身体验。
4. 例题讲解：分析典型例题，讲解固体性质的运用。
5. 随堂练习：布置相关习题，巩固所学知识，并及时解答学生疑问。
6. 小组讨论：分组讨论固体性质在实际生活中的应用，培养学生的合作学习能力。
六、板书设计1. 固体的基本概念2. 晶体结构及特性晶体的定义晶体结构晶体特性3. 非晶体特性及与晶体的区别4. 固体的力学性质和热学性质5. 例题解析6. 课后作业七、作业设计1. 作业题目：（1）简述固体的基本概念及其分类。
（2）分析晶体和非晶体的区别，举例说明。
（3）根据固体性质，解释下列现象：A. 冬天玻璃窗上的冰花是如何形成的？B. 为什么金属丝在拉伸过程中容易断裂？2. 答案：（1）固体：具有一定形状和体积，不易压缩的物质。
分类：晶体、非晶体。
（2）晶体和非晶体的区别：A. 晶体：具有有序的、周期性的原子或分子排列。
B. 非晶体：没有有序的、周期性的原子或分子排列。
举例：水晶（晶体）、玻璃（非晶体）。
《固体》教案2(新人教版选修3-3)
第二章固体主体探究与意义建构意义学习本章内容从宏观领域、微观领域以及运用和发展的历程讲述固体的分类和微观结构特点，并介绍了材料科学在生产生活中的应用，对于拓展学生的知识层面以及提高学生对一些自然现象和新型科技知识的理解有积极的意义，内容从古陶器和纳米技术入手，在实验观察的基础上认识晶体与非晶体的区别、晶体的结构特点、固体的微观结构，并介绍材料科学在人类文明中的应用，初步建立固体结构的基本概念，了解材料科学的发展前景。
高考聚焦本章内容为选考内容，能力层次要求较低，固体的微观结构、晶体和非晶体是本章的重点。
课题探究1.你能不能列举一下你生活中接触的固体材料，并分析哪些是晶体哪些是非晶体？提示：阅读课本并查阅相关的资料和网页进行回答。
2.你能列举一下新材料在生产生活中有哪些应用吗？提示：阅读课本并查阅相关的资料和网页进行回答。
创新学习法1.学习晶体与非晶体的结构特点时，注重实验观察，增强知识的直观性，并通过对比加强学生对知识的理解。
2.利用丰富的实例、图片、视频等观察不同类型的晶体，增强直观性，充分了解固体的微观结构和晶体的结合类型。
第一节晶体和非晶体教材分析与教学建议【三维目标】知识与技能1.了解晶体和非晶体的宏观特性2.能够区分晶体和非晶体过程与方法1.通过交流和讨论以及实验观察，能够区分晶体和非晶体2.通过实验探究，认识晶体和非晶体不同的物理特性情感态度与价值观通过实验探究，培养学生主动与人合作的精神以及将自己的见解与他人交流的愿望【重点难点】重点和难点：晶体与非晶体的宏观特性在实验观察的基础上，学习晶体与非晶体的宏观特性，既可以增加知识的直观性，又可以通过对比加深对知识的理解。
【课时建议】新授课1课时【情境设计】请大家准备一些颗粒大小不同的食盐、冰糖和碎玻璃，一只放大镜，一只深颜色的纸。
将食盐、冰糖或碎玻璃，用放大镜仔细观察这些小颗粒。
问题导引：你看看这些小颗粒的结构有什么不同呢？点拨提示：通过观察，可以发现食盐、冰糖颗粒具有规则的几何形状，而玻璃没有，增进学生对晶体与非晶体的区别的直观了解。
2024年《认识固体》公开课标准教案
2024年《认识固体》公开课标准教案一、教学内容本节课选自2024年教材《物理与生活》第二章第四节“认识固体”。
详细内容包括：固体概念、固体分类、固体性质、晶体与非晶体、固体模型等。
二、教学目标1. 解固体基本概念、分类及性质；2. 理解晶体与非晶体区别；3. 掌握固体模型及其应用；4. 培养学生观察能力、动手能力和创新能力。
三、教学难点与重点重点：固体概念、分类、性质及晶体与非晶体区别。
难点：固体模型理解与应用。
四、教具与学具准备1. 教具：固体样品（金属、塑料、橡胶等）、显微镜、投影仪；2. 学具：固体模型制作材料、实验报告册。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见固体物品，引导学生关注固体，激发学习兴趣。
2. 新课导入：介绍固体概念、分类及性质，让学生对固体有初步认识。
3. 实践情景引入：分发固体样品，让学生观察、触摸，感受固体特点。
4. 例题讲解：讲解晶体与非晶体区别，通过实物展示让学生更直观地理解。
5. 随堂练习：让学生根据所学知识，判断给定物质是晶体还是非晶体。
6. 固体模型学习：介绍固体模型，引导学生通过制作模型，加深对固体结构理解。
7. 小组讨论：分组讨论固体性质及应用，培养学生团队协作能力。
六、板书设计1. 固体概念、分类、性质；2. 晶体与非晶体区别；3. 固体模型及制作方法；4. 固体性质及应用。
七、作业设计1. 作业题目：（1）列举生活中固体，并说明其分类。
（2）简述晶体与非晶体区别。
（3）制作一个固体模型，并解释其结构。
2. 答案：（1）略。
（2）晶体具有固定熔点，非晶体没有固定熔点。
（3）略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过实践情景引入、例题讲解等方式，让学生对固体有较为深刻认识。
但在固体模型制作环节，部分学生动手能力较弱，需要加强指导。
2. 拓展延伸：（1）收集更多固体样品，让学生进一步解固体多样性；（2）开展固体性质实验，让学生深入解固体性质在实际生活中应用；（3）组织学生参观相关企业，解固体材料在工业生产中应用。
材料物理基础第二章固体结构-(2)空间点阵-201209
42
第二章固体结构（2）习题
1. 用文字阐述以下名词及其它们的关联性和异同点。
晶胞参数 点阵参数 晶格参数 a,b,c,,, 结构基元 晶体结构 晶胞 非初级阵胞 复胞 阵点 空间点阵 阵胞 初级阵胞 原胞 单胞 结晶学元胞
十四种布拉菲点阵 七个晶系
格点
晶格
基本单元
简单晶格
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单位矢量
复式晶格
将周期性重复排列的原子/分子或原子群/分子群称为结构基
元（structural motif）。
结构基元是具有不同种类和几何位置的原子 / 离子的集合，
包含原子或分子的种类和数量及其排列方式，可以是单个原 子/分子，或是在空间以一定方式排列的原子群或分子群。
• 晶体结构可以看作由结构基元在三维空间组成的空间图案， 这些图案按一定的周期平移后可以自身重合。
期重复堆积而成的。
34
固体结构 — 空间点阵
• 晶胞的选择也有多种，通常按照反映晶体结构最高对称性原 则（十四种布拉菲点阵）进行划分 。 • 晶胞参数和其对应的阵胞（单胞）具有相同的点阵参数（a、 b、c和、、），即两者的形状和大小相同。
• 晶胞的结构基元抽象为阵点，就转化为相应的阵胞，在阵胞
31
固体结构 — 空间点阵
aP Triclinic三斜
mP Monoclinic单斜
mC
oP
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oC oI Orthorhombic正交
oF
固体结构 — 空间点阵
hR Rhombohedral菱方
tP Tetragonal四方
tI
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hP Hexagonal六方
cP
cI Cubic立方
cF
固体结构 — 空间点阵 晶胞：按照晶体结构的周期性划分的几何单元，构成晶体结构 的基本单元，整个晶体可看作是由晶胞在三维空间按一定的周
高中物理 第2章 固体教案 鲁科版选修33(1)
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第2章固体教案鲁科版选修3-3第1节晶体和非晶体(教师用书独具)知识与技能1.了解固体的含义，知道固体的分类．2.了解晶体的种类及其外形特征，知道晶体的宏观特性．3.认识晶体和非晶体在宏观特性上的差异，了解其不同的应用领域．过程与方法通过交流讨论以及实验观察，能够区别晶体和非晶体．通过实验探究，认识晶体和非晶体不同的物理特性．情感、态度与价值观通过实验探究，培养学生主动与他人合作的精神以及将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神和合作意识.1．知道固体分为晶体和非晶体两大类．2．知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．3．知道晶体分为单晶体和多晶体．4．了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用．●教学地位教科书对这部分知识要求较低，只简要讲述晶体的特征，晶体与非晶体的区别，注意把握深度和广度.(教师用书独具)●新课导入建议图片展示大量的材料，如建造核电站需要的固体材料，航空航天高科技中需要耐高温、耐辐射、强度高、质地轻的合金，各种各样的家用电器中晶体管也必不可少，因此我们有必要了解研究固体的一些性质和特点．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓步骤4：教师通过例题讲解总结区分晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同⇐步骤7：完成“探究3”重在讲解规律方法技巧⇐⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.了解固体及其分类，了解晶体和非晶体的宏观特性．2.能够区别晶体与非晶体的性质．3.了解晶体和非晶体在生活和生产中的不同用途. 1.掌握晶体与非晶体的区别．(重点)2.正确区分多晶体和非晶体．(重点)3.通过实验对比得出晶体与非晶体在物理性质方面的差别．(难点)固体及其分类1.(1)固体的特点①固体看得见、摸得着，容易察觉它的存在．②固体有固定的外形，可根据需要进行加工处理．(2)固体的分类：固体通常可分为晶体和非晶体两大类．(3)晶体可分为单晶体和多晶体两类．(4)单晶体①定义：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体．②结构特点：同种物质的单晶体都具有相同的基本形状，表面个数、各相应平面间的夹角恒定不变．③宏观特性：a.具有规则的几何形状．b.具有各向异性．c.有固定的熔点．(5)多晶体①定义：没有规则的几何形状，由小晶粒杂乱无章地排列在一起构成的晶体．②宏观特性：a.没有规则的几何形状．b.具有各向同性．c.有固定的熔点．2．思考判断(1)常见的金属材料都是单晶体．(×)(2)晶体具有各向异性的特性．(×)(3)凡是具有天然规则的几何形状的物体必定是单晶体．(√)3．探究交流在常见的固体物质中，如石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖、松香、沥青、塑料，哪些是晶体？哪些是非晶体？【提示】石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖是晶体，松香、沥青、塑料是非晶体.晶体与非晶体1.基本知识(1)非晶体的物理性质是各向同性的，没有固定的熔点．(2)单晶体、多晶体和非晶体不是绝对的．它们在一定适当的条件下可以相互转化，例如把晶体硫加热熔化(温度不超过300摄氏度)后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫．2．思考判断(1)非晶体没有天然的规则几何形状．(√)(2)非晶体熔化时有固定的熔点．(×)(3)非晶体的各种物理性质是各向同性的．(√)3．探究交流单晶体、多晶体与非晶体是绝对的吗？【提示】不是．有的材料在某种条件下是晶体，而在另一种条件下则是非晶体．例如非晶态的玻璃经过加热冷却反复处理，可使其结构有序化，变为多晶体.晶体和非晶体的区别与联系1．单晶体与多晶体的区别是什么？2．晶体与非晶体的区别是什么？3．多晶体与非晶体的区别是什么？分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的形状(1)没有固定熔点(2)导电、导热、光学性质等物理性质通常表现为各向同性晶体单晶体有天然规则的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向异性多晶体没有确定的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向同性在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可变为晶体．(2013·泰安高二检测)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( ) A．所有的晶体都表现为各向异性B．晶体一定是有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点【审题指导】根据晶体与非晶体，单晶体与多晶体的区别和联系分析此题．【解析】只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体，C错；晶体和非晶体的一个重要区别是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对．【答案】 D区分晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法1．区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体．2．区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性．1．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．晶体在物理性质上一定是各向异性的C．晶体熔化时具有一定的熔点D．晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的【解析】晶体有固定熔点，所以选项C正确．理论和实验都证明非晶体是不稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，因此选项D也正确．【答案】CD正确理解单晶体的各向异性【问题导思】1．单晶体、多晶体都是各向异性吗？2．非晶体是各向异性吗？1．在物理性质上，单晶体具有各向异性，而多晶体、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能时测试结果不同．(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(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．1．只有单晶体才会有各向异性的物理性质，多晶体与非晶体一样，物理性质是各向同性的．2．某种晶体可能只有某种或某几种物理性质各向异性，其他物理性质则各向同性．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )A．可以根据各向同性或各向异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，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体【审题指导】(1)单晶体与多晶体的区分方法．(2)多晶体与非晶体的区分方法．【解析】多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体显示各向异性，A、B均错，C 正确；单晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以D 项错．【答案】 C物理性质为各向异性，则一定是单晶体；物理性质为各向同性，则可能是非晶体、多晶体，也可能是单晶体，因为单晶体的某些个物理性质为各向异性，而另外某些个物理性质却为各向同性.2．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )A．一定是非晶体B．可能具有确定的熔点C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形D．一定是多晶体，因为它的物理性质是各向同性【解析】各向导热性能相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此A选项不正确；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体外形是否规则不是判断它是否是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；非晶体和多晶体的物理性质都是各向同性的，故D选项错误．综合解题方略——熔化曲线的应用定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T，从图中可以确定的是( )图2－1－1A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0B．曲线M的bc段表示固液共存状态C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态【审题指导】(1)晶体熔化时温度不变、固态变成液态，对应图线M.(2)非晶体熔化时无固定熔点，对应图线N.【规范解答】由图象可知曲线M表示晶体，bc段表示晶体熔化过程，处于固液共存状态，B对；N表示非晶体，没有固定的熔点，A错；由于非晶体没有一定的熔点，是逐步熔化的，因此C、D错．【答案】 B晶体的温度升高时，组成晶体的微粒运动加剧，当热运动达到足以破坏其空间排列的规律性时，晶体开始熔化，要破坏微粒空间排列的规律性就需要克服微粒的强大作用力做功，因为在晶体尚未全部熔化之前，吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性，所以晶体熔化时有确定的熔点，虽然在熔化过程中不断地吸收热量，但温度并不升高，如果晶体全部熔化后仍吸收热量，温度将由熔点温度继续升高.而非晶体在熔化的过程中温度仍然逐渐升高.【备课资源】(教师用书独具)1．磁光晶体当偏振光被具有磁性的晶体反射或透射后，其偏振状态会发生改变，偏振面会偏转，这些磁性晶体称为磁光晶体．光纤激光器中，半导体激光器发出的激光大部分进入光纤，有一小部分不可避免地要在光纤前端发生反射．反射光会破坏激光器的稳定性，形成噪音．因此，光纤激光器的光纤前端都装有磁光晶体制作的光隔离器，以达到反射光与激光器隔离的目的．2．电光晶体在电场作用下，某些晶体的折射率会发生变化，利用这种性质，可对入射到晶体中的光束的强度、相位以及光束的出射方向进行控制，此种晶体称为电光晶体．电光晶体最重要的用途是做光调制器．电光晶体放在两片正交偏振片之间，在检偏振片的前面插入一片14波片．当激光通过时，加在晶体上的交变电压使折射率发生变化，通过晶体的偏振光发生相位差，引起出射光强度变化．这样，只要将电信号加到电光晶体上，激光便被调制成载有信息的调制光．3．光学晶体有宽的光谱透过能力的晶体，称为光学晶体．主要用做光学仪器中的各种光学窗口、棱镜透镜、滤光和偏光元件等．如氟化钙可用来制作导弹的头罩．氟化钙能够搜集导弹欲攻击目标发出的红外线，因此可以追踪攻击目标.4．非晶态合金——高速发展的新材料非晶态合金是一种高新技术材料，具有优良的物理、化学和力学性能，是电力、电子、计算机、通讯等高新技术领域的关键材料，市场需求大，产业化前景非常广阔，而且它的发展和应用可带动一批相关领域的技术进步和协同发展．在电子技术中，非晶态合金以其高效、低损耗、高导磁等优异的物理性能有力促进了电子元器件向高频、高效、节能、小型化方向的发展，并可部分替代传统的硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料．可以预测，在未来的电子技术中非晶态合金将占据十分重要的位置．因而，非晶态合金又被称为跨世纪的新型功能材料．在电力技术中，采用非晶态合金作为铁芯材料的配电变压器，其空载损耗可比同容量的硅钢芯变压器降低60%～80%.同时，减少电力损耗也就降低了发电的燃料消耗，从而减少了诸如CO2、SO2、NO x等有害气体的排放量．因而，非晶态合金又被誉为绿色环保材料．我国是世界上能源消费增长最快的国家，同时也是能源紧缺的国家，为满足社会可持续发展和保护生态环境的需要，发展这种新型变压器显得尤为重要.1．某个固体没有固定的熔点，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【解析】晶体(无论是单晶体还是多晶体)都有一定的熔点，只有非晶体没有一定的熔点，故B正确，A、C、D错误．【答案】 B2．某种物体表现出各向同性的物理性质，则可以判断这种物质( )A．不一定是多晶体B．不一定是单晶体C．一定不是单晶体D．一定是非晶体【解析】因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故A正确，D错误．单晶体一定表现出各向异性，故B错误，C正确．【答案】AC3．区别晶体和非晶体的方法是( )A．可以只看有无规则外形B．可以只看有无确定的熔点C．可以只看物理性质是否各向异性D．可以只看物理性质是否各向同性【解析】由于多晶体也呈现各向同性，故不能从是否各向异性和各向同性来判断是晶体还是非晶体，只能从有无固定熔点上确定．【答案】 B4．下列物质中属于晶体的是__________；属于非晶体的是________；属于单晶体的是________；属于多晶体的是________．(填物质代号)A．玻璃B．雪花C．橡胶D．铁块E．单晶硅F．沥青【解析】通过晶体与非晶体以及单晶体与多晶体的区别可判断，A、C、F为非晶体，B、D、E为晶体，且B、E为单晶体，D为多晶体．【答案】B、D、E A、C、F B、E D1．关于晶体、非晶体，以下说法中正确的是( )A．呈规则几何形状的橡胶块是晶体B．粉碎的食盐是非晶体C．非晶体没有确定的熔点D．晶体都显示出各向异性【解析】橡胶是非晶体，食盐是晶体，故A、B错．多晶体也呈现各向同性，故D错，只有C正确．【答案】 C2．关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是( )A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B．单晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度【解析】单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性；单晶体有天然规则外形，多晶体与非晶体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点．【答案】BD3．下列说法中，不正确的是( )A．只要是具有各向异性的物体就必定是晶体B．只要是不显示各向异性的物体就必定是非晶体C．只要是具有确定的熔点的物体就必定是晶体D．只要是不具有确定的熔点的物体就必定是非晶体【解析】多晶体和非晶体都具有各向同性，只有单晶体是各向异性，故B错，A对；晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故C、D均正确．【答案】 B4．(2013·济南高二检测)如图2－1－2所示，在甲、乙两个固体薄片上涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的针尖接触薄片，接触点周围的石蜡被熔化，甲片熔化了的石蜡呈椭圆形，乙片熔化了的石蜡呈圆形，则( )甲乙图2－1－2A．甲片一定是晶体B．乙片一定是非晶体C．甲片不一定是晶体D．乙片不一定是非晶体【解析】甲片熔化了的石蜡呈椭圆形，表现出各向异性，故甲片一定是晶体，A正确，C错误；乙片熔化了的石蜡呈圆形，表现出各向同性，由于多晶体和非晶体都具有各向同性，故乙片不一定是非晶体，D正确，B错误．【答案】AD5．下列关于白磷与红磷的说法中，正确的是( )A．它们由不同的物质微粒组成B．它们有不同的晶体结构C．它们具有相同的物理性质D．白磷的燃点低，红磷的燃点高【解析】二者由于内部结构不同，物理性质不同．【答案】BD6．图2－1－3a、b是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线，你认为在下列说法中，正确的是( )图2－1－3A．a是一种晶体的熔化曲线B．b是一种晶体的熔化曲线C．a是一种非晶体的熔化曲线D．b是一种非晶体的熔化曲线【解析】晶体在熔化过程中，不断吸热，但温度(熔点对应的温度)却保持不变，而非晶体没有确定的熔点，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体．【答案】AD7．(2013·安顺高二检测)关于晶体和非晶体的下列说法中，正确的是( )A．凡是晶体，都具有天然的几何外形B．金属整体表现为各向同性，故金属是非晶体C．化学成分相同的物质，只能生成同一晶体D．晶体的各向异性是组成晶体的微粒呈现有序排列的结果【解析】单晶体有天然的几何形状而多晶体没有，所以选项A不正确；金属是多晶体，多晶体的物理性质也是各向同性，所以选项B不正确；化学成分相同的物质，若能形成多种空间点阵结构，就能生成多种晶体，例如，碳能生成石墨和金刚石，磷能生成白磷和红磷等，所以选项C不正确；晶体分子的有序排列，使得晶体沿不同方向的分子数不同，其物理性质表现出各向异性，所以选项D正确．【答案】 D8．节能减排是今年政府的重要工作，现代建筑出现了一种新设计：在墙面的装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球，球内充入一种非晶体材料，当温度升高时，球内材料熔化吸热，当温度降低时，球内材料凝固放热，使建筑内温度基本保持不变，下列四个图象中，表示球内材料的熔化图象的是( )【解析】晶体有固定的熔点，在熔化过程中当温度达到熔点后，不断吸热，但温度却保持在熔点温度，直到晶体全部熔化；而非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中不断吸热，先变软，然后熔化，在此过程中温度不断上升．【答案】 C9．(2013·泉州高二检测)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品．长AB是宽BC 的两倍，如图2－1－4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( )图2－1－4A．单晶体B．多晶体C．非晶体D．金属【解析】通过测量知O1O1′与O2O2′长度不同而电阻R相同，说明该样品呈现各向异性，一定是单晶体．【答案】 A10．下面哪些现象能说明晶体与非晶体的区别( )A．食盐粒是立方体，蜂蜡无规则外形B．金刚石的密度大，石墨的密度小C．冰融化时，温度保持不变，松香熔化时温度不断升高D．石墨可导电，沥青不导电【解析】晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，选项C正确．在外形上，单晶体有天然的几何外形，而多晶体、非晶体均没有确定的形状，其他物理性质，如密度、导电性等不能区别晶体与非晶体，故A、B、D项错误．【答案】 C11．晶体和非晶体在物理性质上有什么异同？【解析】晶体在外观上通常有规则的几何形状，有确定的熔点，有一些物理性质表现为各向异性；非晶体在外观上没有规则的形状，没有确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性．【答案】见解析12．(2013·赤峰高二检测)如图2－1－5所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线．据图回答：图2－1－5(1)这种合金在固态时是不是晶体？(2)这种合金的熔点是多少？(3)熔化过程用了多少时间？(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态？【解析】(1)图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体．(2)熔点为210 ℃.(3)熔化过程用了Δt＝(14－6)min＝8 min.(4)BC段为固、液共存状态．【答案】(1)是(2)210 ℃(3)8 min (4)固、液共存状态第2节固体的微观结构第3节材料科技与人类文明(教师用书独具)知识与技能1.知道晶体内部的物质微粒是按照一定的结构周期性的排列而成的．2.知道晶体的结合类型，并通过物理模型加深对其结合类型的理解．3.知道晶体外形的规则和物理性质的各向异性可以通过其微观结构进行解释．4.了解材料科学技术的有关知识及应用．过程与方法1.通过对资料的查阅，了解晶体结构发现的曲折．2.了解材料科技的相关领域及其发展．情感、态度与价值观通过材料科技的认识，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响.1．了解晶体的物质微粒结构决定了晶体的特征．2．知道物质微粒结合的方式不同可形成不同类型的晶体．3．了解晶体内部物质微粒排列的规律性．4．了解材料的分类和用途．5．了解新型材料的发现和应用，知道它在生活、生产中的应用前景．●教学地位本节内容从微观角度解释固体物理性质的原因．是上节内容的延续，同时为下节内容做好了铺垫，是本章的重要知识.(教师用书独具)●新课导入建议建议从晶体微观结构发现的历程开始，可以用丰富的图片、视频、微观结模型，以此激发学生的兴趣．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓步骤7：完成“探究3”方式同完成“探究1”相同⇐步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同⇐步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤4：教师通过例题讲解总结物质微粒的组成和排列形式决定的物理性质.⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.了解对晶体结构的认识过程，知道晶体微观结构的特点．2.知道晶体的结合类型和特点．3.会用固体的微观结构解释其宏观性质．4.了解材料科学技术的有关知识及应用. 1.知道晶体的结合类型及特点．(重点)2.理解晶体与非晶体存在差异的原因．(重点)3.应用固体的微观结构解释固体特征．(难点)晶体的结构及结合类型1.(1)组成晶体的物质微粒有规则地在空间排成阵列，呈现周而复始的有序结构，说明晶体的微观结构具有周期性．(2)晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力，微粒被约束在一定的平衡位置上．(3)热运动时，组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动．(4)比较项目类型构成微粒结合键举例离子晶体正、负离子离子键NaCl、AgBr原子晶体原子共价键SiO2、金刚石金属晶体物质微粒金属键铜、银、铝2.(1)NaCl是金属晶体．(×)(2)Cu是离子晶体．(×)。
高二物理课《固体》优秀优质教案
高二物理课《固体》优秀优质教案一、教学内容本节课选自人教版高中物理选修33第二章《固体》，内容包括：2.1固体的基本概念，2.2固体的微观结构，2.3固体的物理性质。
重点讲解晶体、非晶体和准晶体的特点，以及固体的弹性、塑性和脆性等物理性质。
二、教学目标1. 知识与技能：了解固体的基本概念，掌握固体的微观结构和物理性质，能运用所学知识解释生活中的固体现象。
2. 过程与方法：通过观察、分析、归纳，培养学生的科学思维能力和动手操作能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对固体物理的兴趣，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点重点：固体的微观结构，固体的物理性质。
难点：晶体、非晶体和准晶体的区别，弹性、塑性和脆性的理解。
四、教具与学具准备1. 教具：晶体模型、非晶体样品、弹性球、塑料尺、玻璃棒等。
2. 学具：每组一份晶体模型、非晶体样品，每人一把塑料尺、一块弹性球。
五、教学过程1. 导入：展示晶体和非晶体样品，引导学生观察并思考它们的特点，激发学生的学习兴趣。
2. 新课导入：讲解固体的基本概念，引导学生了解固体的分类。
3. 新课讲解：（1）晶体：介绍晶体的特点，展示晶体模型，让学生观察晶体的微观结构。
（2）非晶体：介绍非晶体的特点，展示非晶体样品，让学生了解非晶体的微观结构。
（3）准晶体：简要介绍准晶体的概念。
（4）固体的物理性质：讲解弹性、塑性和脆性的定义，引导学生通过实验感受固体的物理性质。
4. 例题讲解：结合教材例题，讲解固体的相关计算。
5. 随堂练习：布置课堂练习，巩固所学知识。
六、板书设计1. 板书固体2. 板书内容：（1）固体的基本概念（2）固体的微观结构1）晶体2）非晶体3）准晶体（3）固体的物理性质1）弹性2）塑性3）脆性七、作业设计1. 作业题目：（1）解释晶体和非晶体的区别。
（2）简述固体的弹性、塑性和脆性。
（3）教材课后习题2、3、4。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对固体的基本概念、微观结构和物理性质有了更深入的了解，但在区分晶体和非晶体方面仍有困难，需要在今后的教学中加强指导。
2.2 固体结构--金属的晶体结构(07级)
第二章 固体结构
(1) 体心立方晶胞的晶格常数和原子半径 体心立方晶胞的晶格常数和原子半径
体心立方晶胞中原子沿立方体体对角线<111>晶 体心立方晶胞中原子沿立方体体对角线<111>晶 <111> 向上的原子彼此相切，紧密接触，相距最近。 向上的原子彼此相切，紧密接触，相距最近。设晶 格常数为a, a,则立方体对角线长度为 ,等于4个原子 等于4 格常数为a,则立方体对角线长度为 半径,所以体心立方晶胞中的原子半径r 半径,所以体心立方晶胞中的原子半径r：
二章 固体结构
原子线密度：单位长度上的原子数。如面心立方[110]，原子数为2 原子线密度：单位长度上的原子数。如面心立方[110]，原子数为2， [110] 线长度为a 则原子线密度2/a 2/a。 线长度为a，则原子线密度2/a。 通过计算不同晶向的原子线密度，可找出晶胞的原子最密排方向。 通过计算不同晶向的原子线密度，可找出晶胞的原子最密排方向。
第二章 固体结构
从以上可以得出： 从以上可以得出： • 体心立方晶胞的配位数为8 体心立方晶胞的配位数为8，致密度为 0.68; • 面心立方晶胞的配位数为12 面心立方晶胞的配位数为12 ，致密度为 0.74； 0.74； • 密排六方晶胞的配位数为12 密排六方晶胞的配位数为12 ，致密度为 0.74； 0.74； 面心立方晶胞和密排六方晶胞的配位数 和致密度完全相同， 和致密度完全相同，因此这两种晶胞是原子 排列最紧密的结构。 排列最紧密的结构。
第二章 固体结构
(3) 密排六方晶胞的配位数和致密度
以密排六方晶胞的底面中心原子为例，与之最近邻且是周 以密排六方晶胞的底面中心原子为例，与之最近邻且是周 围顶角上的六个原子，且与其上、 围顶角上的六个原子，且与其上、下相邻的晶胞内的三个原 子相互接触，可知其配位数为12 对六方晶系，致密度为： 12； 子相互接触，可知其配位数为12；对六方晶系，致密度为：
第2节固体的微观结构
第2讲 固体的微观结构 第3讲 材料科技与人类文明
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图2 A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B.石墨是单质，石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
第2讲 固体的微观结构 第3讲 材料科技与人类文明
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解析 石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质，A， B错误，C正确； 两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，D正确. 故正确的答案为C、D. 答案 CD
第2讲 固体的微观结构 第3讲 材料科技与人类文明
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2.非晶体的内部物质的排列没有一定规律，在宏观上没有规 则的几何外形.非晶体在沿不同方向的等长直线上，微粒的个 数大致相等.说明非晶体在不同方向上的微粒 排列及物质结构 情况基本相同，在物理性质上表现为各向同 性. 3.同一种物质微粒在不同的条件下有可能生成 不同 的晶体， 虽然构成这些晶体的物质微粒都 相同 ，但是由于它们的排列 形式 不同 ，因而物理性质也 不同 .(填“相同”或“不同”)
第2讲 固体的微观结构 第3讲 材料科技与人类文明
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二、晶体的结合类型 1.离子晶体：由正、负离子通过 离子键 结合而成的晶体. 2.原子晶体：相邻原子之间通过 共价键 结合而成的晶体. 3.金属晶体：物质微粒通过金属键 结合而成的晶体.
第2讲 固体的微观结构 第3讲 材料科技与人类文明
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三、固体特征的微观解释 1.晶体内部微粒的排列有一定规律，在宏观上具有规则的几 何外形.单晶体内部在沿不同方向的等长直线上，微粒的个数 通常是不相等 的，这说明单晶体在不同方向上的微粒 排列及 物质结构情况是不一样的，所以单晶体在物理性质上表现为 各向异性.
第2章——
高二物理课《固体》优秀教案
高二物理课《固体》优秀教案一、教学内容本节课选自人教版高中物理选修33第二章《固体》，内容包括：2.1固体的基本概念；2.2固体的微观结构；2.3固体的物理性质。
通过本节课的学习，让学生了解固体的基本特点，掌握固体的微观结构和物理性质，为后续学习固体物理打下基础。
二、教学目标1. 知识与技能：了解固体的基本概念，掌握晶体的微观结构及其对固体性质的影响，理解固体的物理性质。
2. 过程与方法：培养学生运用物理知识分析问题的能力，通过实例分析，使学生了解固体物理在实际生活中的应用。
3. 情感态度与价值观：激发学生对固体物理的兴趣，培养学生对物理现象的好奇心，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点教学难点：固体的微观结构，晶体的物理性质。
教学重点：固体的基本概念，晶体与非晶体的区别，固体的物理性质。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件，晶体模型，非晶体样品。
2. 学具：笔记本，教材，铅笔。
五、教学过程1. 导入：通过展示晶体和非晶体的图片，引导学生思考两者的区别，激发学生的学习兴趣。
2. 新课导入：介绍固体的基本概念，晶体和非晶体的区别，引导学生了解固体的微观结构。
3. 知识讲解：a. 固体的基本概念：固体是物质的一种状态，具有固定的形状和体积。
b. 晶体与非晶体的区别：晶体具有有序的微观结构，非晶体无序。
c. 固体的物理性质：晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。
4. 实践情景引入：展示晶体的物理性质，如导电性、导热性等，让学生了解固体物理性质在实际生活中的应用。
5. 例题讲解：讲解晶体物理性质的相关例题，帮助学生巩固所学知识。
6. 随堂练习：布置相关练习题，让学生及时巩固所学知识。
六、板书设计1. 固体的基本概念2. 晶体与非晶体的区别3. 固体的物理性质4. 晶体物理性质的应用七、作业设计1. 作业题目：a. 解释晶体和非晶体的区别。
b. 列举三种固体的物理性质，并说明其在实际生活中的应用。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课学生对固体的基本概念和物理性质掌握较好，但在分析实际问题中的应用时，部分学生还存在困难，需要在今后的教学中加强这方面的训练。
第二章2 固体结构 郭锐
影响因素：电负性、电子浓度和原子尺寸
分 类：正常价化合物、电子化合物、与原子尺寸因素相关的 化合物＆有序固溶体（超结构）
1. 正常价化合物 指符合原子价规则的化合物，其成分可以用化学式表达，如AB， A2B(或AB2)，A3B2型。正常化合物稳定性与组元间的电负性差 有关，一般电负性差愈小，化合物愈不稳定，愈趋于金属键结合； 电负性差愈大，化合物愈稳定，愈趋于离子键结合。如由Mg与
a、间隙相和间隙化合物
原子半径较小的非金属元素如C、H、
N、B等可与金属元素(主要是过渡元素)形成间隙相或间隙化合 物。主要取决于非金属(X)和金属(M)原子半径的比值(rX/rM)；当
rX/rM < 0.59，形成具有简单晶体结构的相，称为间隙相。如小
半径元素H和N和过渡金属形成的氢化物和氮化物；rX/rM > 0.59， 形成具有复杂晶体结构的相，称为间隙化合物。如较大尺寸的B 元素与过渡金属形成的硼化物。而碳化物则介于间隙相和间隙 化合物。
(EAA+ EBB)/2 > EAB，则溶质原子呈部分有序或完全有序排列。
短程序参数：用来描述固溶体的微观不均匀性。假定在以溶质
B原子为中心的各同心球分布着A、B组元原子。如果i层球面上 共有ci个原子，其中A原子的平均数目为ni个，若已知该合金成
分中A的原子分数为mA，则此层上A原子数目应为mAci。短程
Pb、Sn、Ge、Si形成的正常价化合物中Mg2Si最稳定，熔点为
1102℃，为典型的离子化合物；而Mg2Pb熔点仅550℃，显示出 典型的金属性质，其电阻值随温度升高而增大。
形成条件：由周期表上相距较远、电负性差值较大的元素组成
IVA(C Si, Ge, Sn, Pb) 即由金属元素与 VA(N, P, As, Sb, Bi) 元素组成。 VIA(O, S, Se, Te)
2.2 固体的微观结构 学案-高二物理鲁科版选修3-3
第2节固体的微观结构学案学习目标：知道晶体微观结构的特点，会用固体的微观结构解释其宏观性质．基础知识：一．晶体的结构(1)组成晶体的物质微粒有规则地在空间排成阵列，呈现周而复始的有序结构，说明晶体的微观结构具有周期性．(2)晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力，微粒被约束在一定的平衡位置上．(3)热运动时，组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动．二、晶体的结合类型晶体的结合类型比较(1)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线．(2)微观解释①单晶体在不同直线上微粒的个数不相等，说明沿不同方向微粒的排列及物质结构情况不同，在物理性质上表现为各向异性．②非晶体在不同直线上微粒的个数大致相等，说明沿不同方向微粒排列及物质结构情况基本相同，在物理性质上表现为各向同性．同一种物质在不同条件下形成不同的晶体，由于微观结构不同，物理性质有很大差异．重难点理解：晶体各向异性的原因(1)单晶体物理性质的不同取决于其微观结构，单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着，有规则的几何外形，在物理性质上表现为各向异性。
(2)多晶体是由许许多多晶粒组成的，晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，无规则的几何外形，多晶体在物理性质上表现为各向同性。
晶体的微观结构1．晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的，具有空间上的周期性。
如图所示是食盐晶体中氯离子和钠离子分布的示意图。
2．同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质。
例如，碳原子如果按图甲那样排列，就成为石墨，而按图乙那样排列，就成为金刚石。
甲(石墨)乙(金刚石)3．说明(1)原子(或者分子、离子)并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置。
(2)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。
例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体。
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2.2金属的晶体结构
2.2.1 三种典型的金属晶体结构
面心立方结构A1或fcc、体心立方结构A2或bcc和密排六方结构A3或hcp三种。
面心立方结构体心立方结构密排六方结构
1.晶胞中的原子数
面心立方结构n = 8*1/8 + 6 * 1/2 = 4体心立方结构n = 8*1/8 + 1 =2密排六方结构n = 12*1/6 +2*1/2 +3 = 6 2.点阵常数与原子半径
晶胞的大小一般是由晶胞的棱边长度即（a,b,c）衡量的，它是表征晶体结构的一个重要基本参数。
如果把金属原子看作刚球，并设其半径为R，根据几何学关系不难求出三种典型金属晶体结构的点阵常数与R之间的关系：
面心立方结构：点阵常数为a，且2a=4 R;
体心立方结构：点阵常数为a，且3a=4 R;
密排六方结构：点阵常数由a和c表示。
在理想的情况下，即把原子看作等径的刚球，可算得c/a=1.633，此时，a=2R；但实际测得的轴比常常偏离此值，即c/a≠1.633，这时，（a2/3+c2/4）1/2=2R。
3.配位数和致密度
所谓配位数(CN)是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数；
而致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分比。
如以一个晶胞来计算，则致密度就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比值，即
式中K为致密度；n为晶胞中原子数；v是一个原子的体积。
表 2.7 典型金属晶体结构的配位数和致密度
晶体结构类型配位数（CN）致密度
A1120.74
A28( 8 + 6 )0.68
A312( 6 + 6 )0.74
2.2.2 晶体的原子堆垛方式和间隙
原子密排面在空间一层一层平行的堆垛起来就分别构成以上三种晶体结构。
面心立方和密排六方结构的致密度均为0.74，是纯金属中最密集的结构。
体心立方结构的致密度为0.68。
金属晶体存在许多间隙，这种间隙对金属的性能、合金相结构和扩散、相变等都有重要影响。
1、体心立方晶格
1).晶胞中的原子数
体心立方晶体每个角上的原子只有1/8个属于这个晶胞,晶胞中心原子完全属于这个晶胞,所以体心立方晶胞中的原子数为8*1/8+1=2.
2).原子半径
原子沿立方体对角线紧密接触.设晶格常数为,则立方体对角线长度为,等于4个原子半径,所以体心立方晶胞中的原子半径.
3).配位数和致密度
体心立方晶格的致密度为:
4).原子密排面和密排排方向
密排面{110} 密排方向: <111>
5).原子堆垛方式
原子面的空隙是有四个原子所构成的,原子排列的紧密程度较差,通常称为次密排面.原子堆垛方式为ababab.
6)晶体中的间隙
体心立方晶格有两种间隙,一种是八面体间隙,另一种是四面体间隙,如右图所示:
位于6个原子所组成的八面体中间的间隙称为八面体间隙，而位于4个原子所组成的四面体中间的间隙称为四面体间隙。
图中实心圆圈代表金属原子，令其半径为rA；空心圆圈代表间隙，令其半径为rB。
rB实质上是表示能放入间隙内的小球的最大半径。
1>八面体间隙
间隙原子半径的计算:
体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全相等,为不对称的扁八面体间隙.间隙半径为顶点原子之间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为
.
2>四面体间隙
间隙原子半径的计算:
体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全相等,为不对称的间隙.间隙半径为顶点原子之
间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为
.
原子半径
体心立方结构间隙
2、面心立方晶格
1).晶胞中的原子数
面心立方晶体每个角上的原子只有1/8个属于这个晶胞,六个面中心的原子只有1/2属于这个晶胞,所以面心立方晶胞中的原子数为8*1/8+1/2x6=4.
2).原子半径
在面心立方晶胞中,只有沿着晶胞六个面的对角线方向,原子是互相接触的,面对角线的长度为.它与4个原子半径的长度相等,所以面心立方晶胞的原子半径.
原子半径
3).配位数
所谓配位数是指晶体结构中与任一个原子最近的原子得数目.面心立方晶格的配位数位12.
4).致密度
面心立方晶格的致密度为:
5).原子密排面和密排方向
密排面{111}
密排方向: <110>
6).原子堆垛方式
原子面的空隙是有三个原子所构成的,原子排列较为紧密,原子堆垛方式为abcabc.
7)晶体中的间隙
面心立方晶格有两种间隙,一种是八面体间隙,另一种是四面体间隙,如右图所示:
1>八面体间隙
间隙原子半径的计算:
面心立方晶格八面体间隙属于正八面体间隙.间隙半径为顶点原子之间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,原子半径为所以间隙半径为:
.
2>四面体间隙
间隙原子半径的计算:
面心立方晶格四面体间隙属于正四面体间隙,间隙半径为顶点原子之间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为: .
3、密排六方晶格
1).晶胞中的原子数
在密排六方晶格中,六方柱每个角上的原子均属于六个晶胞所共有,上,下底面中心的原子同时为两个晶胞所共有,再加上晶胞内的三个原子,故晶胞中的原子数为1/6x12+1/2x2+3=6.
2).原子半径
在密排立方晶胞中,从上下地面可以看出,两个原子半径即等于晶格常数,所以原子半径,所以原子半径.
3).配位数
所谓配位数是指晶体结构中与任一个原子最近的原子得数目.密排六方晶格的配位数位12.
4).致密度
密排六方晶格的致密度为:
5).原子密排面和密排排方向
密排面:{0001}
密排方向:[1120]
6).原子堆垛方式
原子面的空隙是有三个原子所构成的,原子排列较为紧密,原子堆垛方式为ababab.
7)晶体中的间隙
密排六方晶格的八面体间隙和四面面体间隙的形状与面心立方晶格的完全相似,当原子半径相等时,间隙大小完全相等,只有间隙中心在晶胞中的位置不同,如图所示.有关间隙半径的计算请参阅面心立方晶格章节.
1>八面体间隙
间隙原子半径的计算:
体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全相等,为不对称的扁八面体间隙.间隙半径为顶点原子之间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为.
2>四面体间隙
间隙原子半径的计算:
体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全相等,为不对称的间隙.间隙半径为顶点原子之间隙中心的距离减去原子半径,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为
小结:
晶体类型
体心立方
面心立方密排六方
晶胞中的原子数246
原子半径
配位数81212
最密排面和最密排方向
原子堆垛方式ABABAB...ABCABC...ABABAB...
四面体间隙半径/原子半径0.290.2250.225
八面体间隙半径/原子半径0.150.4140.414
2.2.3 多晶型性
有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构即具有多晶型性，转变的产物称为同素异构体。
例如，铁在912℃以下为体心立方结构。
称为α-Fe；在912～1394℃具有面心立方结构，称为γ-Fe；温度超过1394℃至熔点间又变成体心立方结构，称为δ－Fe。
由于不同晶体结构的致密度不同，当金属由一种晶体结构变为另一种晶体结构时，将伴随有质量体积的跃变即体积的突变。