高中物理 固体的微观结构 材料科技与人类文明 鲁科版选修3-3

的晶体．
3．金属晶体：物质微粒通过
的晶体．
结合而成 结合而成 结合而成
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
方向上的排微列粒
及物质结构情况是不一
样的，所以单晶体在物理性异质上表现为各向
性．
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
在不同排方列向上的微粒
及物质结构情况基本
相同，在物同理性质上表现为各向
性．
3．同一种物质微粒在 不同
的条件下有可不能同生成
的晶体，虽然构成这些晶体的物质微粒都相同
，但
机高分子材料和
材料．
2．新材料
(1)发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为形状记
忆合金．
(2)微电子材料：半导体
(3)力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变
的纳米
材料 材信料息． 能源
(4)
、
、
被当今
国际社会公认为现代文明的三大支柱．
一、对固体微观结构的认识和理解 1．对单晶体各向异性的解释
二、对常见新材料的认识 1．形状记忆合金
(1)定义：将一种含镍55%、含钛45%的“镍钛诺”合金丝 加热并弯成各种复杂的形状，然后冷却并拉直，当再次 加热时，拉直的合金丝又恢复到原来的形状，因此这种 合金被称为形状记忆合金； (2)应用：工程机械、航空航天、医疗卫生等领域．
2．半导体 (1)定义：导电性能介于金属导体和绝缘体之间，具有优 异特性的微电子材料； (2)应用：通信卫星、电视卫星接收机、移动通信、高清 晰度电视以及军用电子装置等领域．
4．对非晶体特征的微观解释 在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计 的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等 长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，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，所以 非晶体在物理性质上表现为各向同性．
5．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶 体和非晶体可在一定条件下相互转化．
2．对晶体具有一定熔点的解释 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，晶体开始熔化，熔化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．
3．对多晶体特征的微观解释 晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规 则的几何形状，也不显示各向异性．它在不同方向的物 理性质是相同的，即各向同性．多晶体和非晶体的主要 区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有．
图2－2、3－2
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 答案 CD 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.
是 由 于 它 们 的 排不列同形 式
，不因同而 物 理 性 质
也
．(填“相同”或“不同”)
四、材料及分类
1．分类
(1) 按 材 料 特 性 分 为结：构
功能
材料和
材料．
信息
(2)按应生用物领域分为：
材料、能源材料、建
筑材料，
金属 材料、航空航天材料等．
(3)按习惯复分合为：
材料、无机非金属材料、有
3．纳米材料 (1)定义：粒度在1～100 nm的材料称为纳米材料； (2)应用：医药、电子、生物、航空等方面都有广阔的应 用空间．
【例3】 材料如果按特性分类，可分为
()
A．结构材料
B．信息材料
C．复合材料
D．功能材料
Байду номын сангаас答案 AD
解析 按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功
能材料两类．结构材料主要利用材料的力学特性，功能
材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性．故选
高中物理·选修3-3·鲁科版
第2节 固体的微观结构 第3节 材料科技与人类文明
[目标定位] 1.认识固体微观结构和特点． 2.用固体的微 观结构解释其宏观性质． 3.了解材料科技与人类文明．
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
，
呈现周而复有始序的结构
，说明晶体周的期微性观
【例1】 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 ()
A．它们由不同的空间点阵构成 B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，非晶体内部 的物质微粒在不停地运动着 C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒 是不停地运动着的 D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微 粒数不等的是非晶体 答案 B
如图2－2、3－1所示，这是在一个平面 上单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． 图2－2、3－1 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 引起单晶体在不同方向上物理性质的不同．
结构具有
特点．
2 ． 晶 体 内 部 各 微 粒 之 间相互存作用在力着 很 强
的
平衡位置
，将微粒约束在一定的
上 ． 热 平运衡动位置时 ， 这 些 微 粒 只 能 在 各 自 的
附近做微小振动．
二、晶体的结合类型
1．离子晶体：由正、负离子通过 离子键
的晶体．
共价键
2．原子晶体：相邻原子之间通金过属键
解析 空间点阵是晶体的一个特殊结构，是晶体的一个特性， 所以A是错误的；不管是晶体还是非晶体，组成物质的微粒 永远在做热运动，所以C是错误的；非晶体也提不到什么层 面的问题，即使是晶体，各个层面的微粒数也不见得相等， 所以D也是错误的．故正确答案为B.
【例2】 2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯 坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓 越研究．他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕 开，使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只 有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构．如图2－2、3－ 2所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已 学知识判断，下列说法中正确的是 ()