高中物理 第二章 固体、液体和气体 2.2 晶体的微观结构素材 粤教版选修3-3

晶体的微观结构
人们根据晶体的规则性和物理性质的各向异性提出了一 些假说，认为晶体内部的微粒是有规则排列的．这种想法直 到1912年人们应用对 X射线对晶体结构进行研究，才证实了 这种假说的正确性．到1982年，扫描隧道显微镜的问世，人 们第一次观察到原子在物质表面的排列状况．
晶体的微观结构的特点：组成晶体的物质微粒，依照一 定的规律在空间中整齐地排列．晶体中物质微粒的相互作用 很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离．微 粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小振 动．
2．非晶体的微观结构：非晶体内部物质微观粒子的排 列是不__规__则__的．
3．新材料的基本特征： (1)新材料有优异的性能和广阔的应用前景． (2)新材料的发展与_新__工__艺_、_新__技__术_有密切关系． (3)新材料往往具有_特__殊__功__能_，如超高强度、超高硬度、 超塑性． (4)_硅___是当前用途最广的半导体材料．
通过上一节课的学习，我们知道，晶体和非晶体在外 形上和物理性质上都有很大的差别，是什么原因引起的呢？ 和它们的结构有关系吗？
1．晶体的微观结构：组成晶体的微观粒子(分子、原子 或离子)按_一__定__的__规__律__在空间整齐地排列，晶体中物质微粒 的_相__互__作__用_很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用 力而远离，微粒的热运动表现为在 _一__定__的__平__衡__位__置__附__近__不__停___地微小振动．
给晶体加热到一定温度时，一部分微粒具有足够的动能 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．
3．对有的物质有几种晶体的解释．
有的物质能生成种类不同的几种晶体，是因为它们的物 质微粒能够形成不同的晶体结构．例如碳原子按不同结构排 列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同．
不只是碳元素能组成不同晶体，其他元素也有这种情 况．例如白磷和红磷的化学成分相同，但是白磷具有立方体 结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构．
固体新材料源自文库
固体是物体存在的最常见的方式，固体材料是人类社会 进步的标志．人类在远古时期就开始利用石器作为生产工具 与生活用品．随着生产的发展，生产工具的不断革新，人们 对固体材料的要求也在不断地提高，从对金属固体材料的提 炼到今天可以运用科学技术创造出多种人造材料、合金、低 温超导材料；生产火箭、人造卫星的特殊材料；高强度、低 密度、耐高温的钛合金等等．这些材料的性质也是千差万别 的，所以有这些固体材料性质的不同，都是与它们的分子组 成和分子排列有关的．
第二节 晶体的微观结构
1．了解固体的微观结构．
2．知道晶体和非晶体在物理性质上的差别，是由于它 们内部物质微粒的排列不同造成的．
3．能比较石墨与金刚石的微观结构，并说明它们的特 性．
4．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．
5．了解新材料的基本特征，知道半导体的一些特点， 了解半导体技术在生活、生产中的应用．初步了解纳米材料 的特性，关注纳米材料的研究和应用．
1．新材料的基本特征． (1)新材料的发展与新工艺、新技术密切相关； (2)新材料具有特殊的性能； (3)新材料的研究及应用，推动了人类文明和社会进步． 2．新材料的未来． 新材料正向着研究各种复合材料，研究并开发纳米材料， 开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材 料，研究开发生物医学材料等方向发展．同时新材料的发展 也推动了新工艺、新技术等的发展．
1．对各向异性的解释．
下图表示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．
2．对熔点的解释．