第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)   第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)第1課時(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解物質(zhì)的聚集狀態(tài)。2.認(rèn)識(shí)晶體和非晶體的本質(zhì)差異。3.了解晶體中微粒的空間排布存在周期性。【教學(xué)重難點(diǎn)】晶體與非晶體的特點(diǎn)【教學(xué)過(guò)程】1.新課導(dǎo)入[創(chuàng)設(shè)情境]20世紀(jì)前，人們以為分子是所有化學(xué)物質(zhì)能夠保持其性質(zhì)的最小粒子，物質(zhì)三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化只是分子間距離發(fā)生了變化，分子在固態(tài)只能振動(dòng)，在氣態(tài)能自由移動(dòng)，在液態(tài)則介乎二者之間。20世紀(jì)初，通過(guò)X射線(xiàn)衍射等實(shí)驗(yàn)手段，發(fā)現(xiàn)許多常見(jiàn)的晶體中并無(wú)分子。例如，氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)也同樣不一定都由分子構(gòu)成。例如，等離子體是由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子（分子或原子）組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)；又如，離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。此外，還有更多的物質(zhì)聚集狀態(tài)，如晶態(tài)、非晶態(tài)，以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。這些事實(shí)表明，描述的物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化模型顯然過(guò)于簡(jiǎn)單了。2.新課講授1.物質(zhì)聚集狀態(tài)[講解]除了三態(tài)，還有更多的物質(zhì)聚集狀態(tài)，如等離子體 、離子液體、晶態(tài)、非晶態(tài)，以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。[設(shè)疑]什么是等離子體、液晶態(tài)？[學(xué)生活動(dòng)]閱讀［科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)］中的等離子體、液晶。[總結(jié)]2.等離子體(1)概念：氣態(tài)物質(zhì)在高溫或者在外加電場(chǎng)激發(fā)下，分子發(fā)生分解，產(chǎn)生電子和陽(yáng)離子等。這種由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體稱(chēng)為等離子體。(2)特點(diǎn)：等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動(dòng)性。(3)應(yīng)用運(yùn)用等離子體顯示技術(shù)可以制造等離子體顯示器；利用等高子體可以進(jìn)行化學(xué)合成；核聚變也是在等離子態(tài)下發(fā)生的等。3.液晶(1)概念：物質(zhì)加熱到達(dá)到熔點(diǎn)后，先呈渾濁態(tài)，再加熱達(dá)到一定溫度時(shí)，渾濁態(tài)變透明清亮態(tài)，將熔點(diǎn)至澄清點(diǎn)溫度范圍內(nèi)的物質(zhì)狀態(tài)稱(chēng)為液晶。(2)特征：液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動(dòng)性、黏度、性變形等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。(3)應(yīng)用液晶已有廣泛的應(yīng)用。例如，手機(jī)、電腦和電視的液晶顯示器，由于施加電場(chǎng)可使液晶的長(zhǎng)軸取向發(fā)生不同程度的改變，從而顯示數(shù)字、文字或圖像。再如，合成高強(qiáng)度液晶纖維已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。[過(guò)渡]走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，你能見(jiàn)到許多固體，如蠟狀的白磷(P4)、黃色的硫黃(S8)、紫黑色的碘(I2)和高錳酸鉀(KMnO4)、藍(lán)色的硫酸銅(CuSO4?5H2O)、白色的碳酸鈣等。放眼世界，自然界中絕大多數(shù)礦物也都是固體。你是否知道固體有晶體和非晶體之分？[總結(jié)]1.晶體和非晶體的概念(1)晶體概念：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體。分類(lèi)：根據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用，可分為離子晶體 、分子晶體、原子晶體和金屬晶體。(2)非晶體概念：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈相對(duì)無(wú)序排列而構(gòu)成的不具有規(guī)則幾何外形的固體。[練習(xí)]判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體。[設(shè)疑]具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體嗎？[回答]不一定，因?yàn)榉蔷w也能加工成規(guī)則的幾何外形，如玻璃飾品。[總結(jié)]常見(jiàn)的晶體和非晶體晶體：食鹽、冰、鐵、銅等。非晶體：玻璃、橡膠等。晶體中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距離就重復(fù)出現(xiàn)的排列，粒子排列的周期性導(dǎo)致晶體呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形。[設(shè)疑]晶體與非晶體有什么本質(zhì)的差異呢？[講解]晶體的自范性即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。所謂自發(fā)過(guò)程，即自動(dòng)發(fā)生的過(guò)程。不過(guò)，自發(fā)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，仍需要一定的條件。晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長(zhǎng)的速率適當(dāng)。熔融態(tài)物質(zhì)冷卻凝固，有時(shí)得到晶體，但凝固速率過(guò)快，常常只得到肉眼看不到多面體外形的粉末或沒(méi)有規(guī)則外形的塊狀物，甚至形成的只是非晶態(tài)（玻璃態(tài)）。晶體的自范性是晶體中粒子在微觀(guān)空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀(guān)表象。[展示]天然水晶球里的瑪瑙和水晶、晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖。[講解]在水晶柱面上滴一滴熔化的石蠟，用一根紅熱的鐵針刺中凝固的石蠟，你會(huì)發(fā)現(xiàn)石蠟在不同方向熔化的快慢不同。這是由于水晶導(dǎo)熱性的各向異性造成的。[總結(jié)]同一晶體中，在不同方向上質(zhì)點(diǎn)排列一般是不一樣的，因此，晶體的許多物理性質(zhì)，如硬度、導(dǎo)熱性 、導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等，常常隨方向的不同而有所差異。[講解]在考察固體的某些性質(zhì)，如熔點(diǎn)，可以間接地確定某一固體是否是晶體，因?yàn)榫w的熔點(diǎn)較固定，而非晶體則沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，熔化過(guò)程溫度會(huì)發(fā)生變化。[設(shè)疑]熔點(diǎn)只能間接區(qū)別晶體和非晶體，那么區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是什么？[回答]晶體物質(zhì)能使X-射線(xiàn)產(chǎn)生衍射，非晶體只有散射效應(yīng)。這是測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)的重要實(shí)驗(yàn)方法。[總結(jié)]晶體和非晶體的本質(zhì)差異 自范性微觀(guān)結(jié)構(gòu)晶體有  原子在三維空間周期性有序排列                        非晶體沒(méi)有                    原子排列相對(duì)無(wú)序                               [設(shè)疑]如何獲取晶體？[學(xué)生活動(dòng)]操作實(shí)驗(yàn)3-1。[講解]許多固體粉末用肉眼看不到晶體外形，但在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下可觀(guān)察到規(guī)則的晶體外形。這充分證明固體粉末仍是晶體，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以知道獲取晶體的途徑：熔融態(tài)的物質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固、溶質(zhì)從溶液中析出。  3.課堂小結(jié)[師]本節(jié)課學(xué)習(xí)了晶體的常識(shí)，大家根據(jù)晶體物理性質(zhì)的各向異性的特點(diǎn)，能鑒別用玻璃仿造的假寶石嗎？4.板書(shū)3.1.1晶體與非晶體    

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第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)

版本： 人教版 (2019)

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