《(教师用书)高中物理 第2章 固体教案 鲁科版选修3-3.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(教师用书)高中物理 第2章 固体教案 鲁科版选修3-3.pdf（44页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【课堂新坐标】【课堂新坐标】（教师用书）（教师用书）2013-20142013-2014 学年高中物理学年高中物理第第 2 2 章章 固体教案固体教案 鲁科版选修鲁科版选修 3-33-3第第 1 1 节节晶体和非晶体晶体和非晶体(教师用书独具)课标要求1.了解固体的含义，知道固体的分类知识与技能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过程与方法究，认识晶体和非晶体不同的物理特性通过实验探究，培养学生主动与他人合作的精神以及将自己的见解情感、态度与价值观与他人交流的愿望，
2、具有团队精神和合作意识.课标解读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 骤步骤1：导入新课，
3、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3：师生互动完成“探究 1”互动方式度，补充一个例题以拓展学生思路错误错误!错误错误!错误错误!除例 1 外可再变换命题角步骤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】，验证学习情况错误错误!课标解读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.重点难点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.基本知识(1)固体的特点固体看
4、得见、摸得着，容易察觉它的存在固体有固定的外形，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
5、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
6、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【问题导思】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？1单晶体、多晶体及非晶体的区别分类宏观外形(1)没有固定熔点非晶体没有确定的形状(2)导电、导热、光学性质等物理性质通常表现为各向同性(1)有确定的熔点单晶体晶体(1)有确定的熔点多晶体没有确定的形状(2)导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向同性有天然规则的形状(2)导热、导
7、电、光学性质等物理性质通常表现为各向异性物理性质2.联系在一定条件下，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
8、，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
9、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
10、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
11、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个物
12、理性质却为各向同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【答案】B综合解题方略熔化曲线的应用(2011福建高考)如图 211 所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一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
13、是()图 211A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
14、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】【备课资源】(教师用书独具教师用书独具)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
15、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一1片 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4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
16、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
17、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、NOx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
18、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
19、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、EA、C、FB、ED1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
20、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 212 所示，在甲、乙两个固体薄片上
21、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 212A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
22、理性质不同【答案】BD6图 213a、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 213Aa是一种晶体的熔化曲线Bb是一种晶体的熔化曲线Ca是一种非晶体的熔化曲线Db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
23、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
24、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214 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 214A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
25、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
26、析12(2013赤峰高二检测)如图 215 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 215(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 t(146)min8 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 节第 3 节固体的微观结构材料科技与人类文明(教师用书独具)课标要求1.知道晶体内部
27、的物质微粒是按照一定的结构周期性的排列而成的知识与技能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情感、态度与价值观响.课标解读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
28、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】导入新课，本步骤 1：同学之间可进行讨论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3：师生互动完成“探究 1”互动方式度，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 骤除例 1 外可再变换命题角步骤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
29、成【迁移应用】，检查完成情况并点评错误错误!步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况错误错误!课标解读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.重点难点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.基本知识(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
30、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)晶体的结合类型比较项目构成微粒类型离子晶体原子晶体金属晶体正、负离子原子物质微粒离子键共价键金属键NaCl、AgBrSiO2、金刚石铜、银、铝结合键举例2.思考判断(1)NaCl 是金属晶体()(2)Cu 是离子晶体()(3)晶体的分子(原子、离子)排列是有规则的()3探究交流晶体为什么有规则的几何外形？【提示】由于晶体中的物质微粒在空间是按一定规律排列的，微粒只在一定平衡位置做微小振动，所以晶体有规则的几何外形.固体特征的微观解释1.基本知识(1)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线(2)微观解释单晶体在不同直线上
31、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(3)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2思考判断(1)单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况不同()(2)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()(3)同一种物质只能生成一种晶体()3探究交流为什么多晶体表现为各向同性？【提示】多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性但由于晶粒在多晶体里杂乱
32、无章地排列着，所以它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性.材料种类和新材料及其应用1.基本知识(1)材料及分类分类a按材料特性分为：结构材料和功能材料b按应用领域分为：信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等c按习惯分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料(2)新材料材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间相互关系的科学纳米是长度单位，1 nm10 m，颗粒在 1100 nm 的材料9称为纳米材料发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为形状记忆合金微电子材料：半导体力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的纳米材料材料、能源、信息被当今国际社会公认为
33、现代文明的三大支柱2思考判断(1)在极低的温度下，纯净的半导体仍能很好地导电()(2)在有光照射时，有的半导体可以导电()(3)掺入一定杂质后，半导体的导电性能一定会变差()3探究交流纳米涂料图 221随着纳米科技的发展，纳米商品开始进入市场，有的商家为了促销商品，打着纳米材料的幌子到处招摇撞骗，如在社会上出现了纳米“冰箱”、纳米“洗衣机”，甚至出现了纳米“电影”的笑话 你了解什么是“纳米”吗？你知道纳米材料有哪些良好的性能吗？【提示】纳米是长度单位：1 m10 m.以碳纳米管为例纳米材料有韧性高、导电性极强，并兼具金属和半导体的特性.9微观结构理论对固体特征的解释【问题导思】1各向异性、各向
34、同性的微观解释是什么？2同一种物质为何可以有不同的物理性质？3晶体熔化时为何有确定的熔点？1对外形及物理性质表现各向异性还是各向同性的解释外形物理各向异性性质多晶体内部物质微粒的排非晶体内部微粒的排列没列没有一定规律因此宏单晶体内部物质微粒的排观上没有规则的几何外列有一定规律，因此宏观形在多晶体内部物质微上有规则的几何外形在微观不同方向上的微粒排列及解释物质结构情况不一样，在同方向上的微粒排列及物物理性质上表现为各向异质结构情况基本相同，因性.此在物理性质上表现为各上表现为各向同性.向同性.本相同，所以在物理性质的微粒排列及物质结构基从统计的观点来看，在不观点来看，在不同方向上粒的排列是杂乱无
35、章的，列是杂乱无章的，从统计晶体内部，物质微粒的排有规则的几何外形在非有一定规律，在宏观上没各向同性各向同性单晶体规则多晶体不规则非晶体不规则2.对同素异构体的解释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例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大差别白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构，二者在物理性质上也有很大差别3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
36、化多晶体和非晶体内部物质微粒的排列都是杂乱无章的，没有一定的规律，在物理性质上都具有各向同性，都有无规则的几何外形下列叙述中错误的是()A晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列B单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列C非晶体有规则的几何形状和确定的熔点D石墨的硬度比金刚石的差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布【审题指导】根据晶体、非晶体的微观结构分析，不同的点阵结构决定不同的物理性质【解析】晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否相同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状 石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的
37、层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度【答案】CD1单晶体具有各向异性是因为沿不同方向微粒的排列及物质结构情况不同2晶体具有确定的熔点是因为晶体具有规则的排列结构3同一物质有几种不同的晶体是因为物质微粒排列的空间结构不同1关于晶体和非晶体，以下说法中正确的是()A同种物质在不同的条件下可表现为晶体或非晶体B晶体内部物质微粒排列是有规则的，而非晶体内部物质微粒排列是不规则的C晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒在不停地运动着D在物质内部的各个层面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体【解析】同种物质也可能以晶体或非晶体
38、两种不同形式出现，所以 A 正确晶体和非晶体在微观结构上的区别决定了它们在宏观性质上的不同，所以 B 正确 组成物体的微粒永远在做热运动，不管是晶体还是非晶体，所以C 是错的非晶体没有层面，也就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一定相等，所以 D 也是错的【答案】AB新材料及其应用【问题导思】1新材料包括哪些？研究的意义是什么？2什么是纳米材料？1研究材料的意义材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱，材料的变化直接影响着社会的变化，材料是技术进步的关键要素之一能源、信息和材料被称为现代文明的三大支柱2新材料新材料主要包括新型金属材料、高分子合成材料、新型
39、无机非金属材料、复合材料、光电子材料等(1)新型金属材料：有铝合金、镁合金、钛合金以及稀有金属，它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛用途(2)高分子合成材料：有合成橡胶、塑料和化学纤维等它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国防上有广泛用途(3)新型无机非金属材料：有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料它们在燃气机制造、磁流体、发电机、通信、工业、科学研究等方面有广泛用途(4)复合材料：可分为结构复合材料和功能复合材料它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途(5)光电子材料：有光电子半导体材料、光纤、薄膜材料、液晶显示材料它们在光电子器件、光通信、光计
40、算、激光技术等方面有广泛用途3纳米材料(1)纳米是长度单位：1 nm10 m.(2)纳米技术：在纳米尺度(1100 nm)上制造材料和器件的技术即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术(3)纳米材料有纳米金属、纳米磁场材料、纳米陶瓷材料、有机无机纳米复合物、纳米传感材料、纳米医用材料等(4)纳米材料应用领域：能源、环保、通信、航空航天、医疗、日常生活等(2013龙岩检测)纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能，以下关于纳米材料的性能的说法中，正确的是()A在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的可塑性B在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多C在电学性能方面
41、，纳米金属在低温时会呈现超导电性D在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳定性强【审题指导】结构决定性质，人们发现当材料的尺寸小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性质会突变，这也是纳米材料的“神奇”之处【解析】在电学性能方面，纳米材料在低温时会呈现电绝缘9性；而在化学性能方面，纳米材料具有相当高的化学活性，故选项C、D 错误【答案】AB纳米材料特性1纳米尺度和原子直径的数量级很接近，因此纳米技术实际上就是重新排列原子而制造出具有新分子结构的技术2当材料小到纳米尺度时，其性能会发生突变，体现在以下几方面：(1)力学性能：高强、高硬和良好塑性(2)热学性能：熔点较低(3)电学性能
42、：低温时会呈现电绝缘性(4)化学性能：具有相当高的化学活性2关于纳米材料的说法正确的是()A碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几米到几十米B当材料小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变C碳纳米管的成分和石墨一样，但韧性很高，导电性极强11D碳纳米管的强度是钢的，密度只有钢的1006【解析】颗粒在 1 nm100 nm 之间的材料称为纳米材料，当材料小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几纳米到几十纳米，管壁厚度仅为几纳米它的成分和石墨一样，但韧性很高，导电性极强，兼具金属和半导体的特性，强
43、度比钢高1100 倍，密度只有钢的，故 B、C 正确6【答案】BC三类晶体结构与性质比较【问题导思】1晶体可分为哪几种类型？2不同的晶体在其性质上有什么特点？晶体类型构成粒子粒子间作用熔、沸点硬度导电性溶解性实例属氧化物离子晶体正、负离子离子键较高较大熔化或溶于水时导电多数溶于极性溶剂多数盐、强碱、多数金金属单质碳化硅金属晶体物质微粒金属键较高较大导电不溶原子晶体原子共价键很高很大一般不导电不溶金刚石、二氧化硅、晶体硅、下列说法正确的是()A离子晶体在任何情况下都导电B金刚石硬度大，石墨较软C金刚石和石墨都不导电D所有的金属晶体都导电【审题指导】了解晶体的类型及物理性质【解析】离子晶体只有在熔
44、化或溶于水后才能导电，故 A 错误由于金刚石晶体中碳原子间有很强的相互作用力，故金刚石硬度大，石墨晶体中碳原子间的作用力较弱，故石墨较软，B 正确 石墨内有自由电荷，可以导电，故C 错误所有的金属晶体内都有自由电荷，即都导电，故 D 正确【答案】BD3下列关于晶体空间点阵的说法，正确的是()A构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子B晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动C所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息地微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近
45、的微小振动，就是热运动D相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵；也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质【解析】组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子，这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中，物质微粒之间还存在相互作用，晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离，所以选项 B 的说法错误A、C、D 正确【答案】ACD【备课资源】【备课资源】(教师用书独具教师用书独具)1关于晶体本质的研究对于晶体本质的研究很早就开始了在 1611 年，
46、开普勒等科学家就开始思考雪花为什么呈现六角形后来，在题为六角形的雪 的小册子中，开普勒提出了雪是由许多球体紧密堆积而成的 而对晶体的本质最出名的直觉推论却是贾斯特奥伊作出的.1781年，他在观察一位朋友所收藏的方解石晶体时，不小心把其中较大的一块掉到了地上这块晶体沿着很鲜明的一条直线破裂成了碎片，裂面都是平面他从这次偶然的事件中推断：晶体是由某种构成微粒排列的平行层面堆砌而成的到了 19 世纪，结晶学家逐渐重视研究裂面和使用显微镜，他们提出了晶体微观结构的模型：组成晶体的物质微粒，依照一定的规律在空间中排列成整齐的行列2石墨与金刚石结构金刚石(diamond)形成于地球深处在极高的温度和压力下
47、，许多碳原子结合形成了金刚石晶体，其熔点超过 3 500，这个温度相当于某些恒星表面的温度在金刚石结构中，1 个碳原子周围有 4 个碳原子，彼此之间的距离是相等的，原子之间组成一个强有力的整体，于是金刚石晶体在任何一面都有相同的硬度由于金刚石具有很大的硬度，可以用来切割玻璃，把它装在钻探机的钻头上，能够钻透坚硬的岩层钻石是经过打磨的金刚石，它是由碳原子在大范围内按一定的规则排列而成的晶体，人们常常在它的外表面加工出许多小面，使它变成多面体钻石具有很高的折射率，又是透明的，所以，在阳光照射下，它对光线产生强烈的反射和折射，发出闪烁的光辉石墨(graphite)是松软的、不透明的灰黑色细鳞片状的晶
48、体同金刚石相反，石墨是最软的矿物之一晶体石墨内部的1个碳原子同相邻的4个碳原子的距离是不相等的离得比较远的两个原子之间“拉力”较弱，容易断裂，因此导致石墨呈现“层与层之间容易相互滑动，作用力比较弱”的特点在每个薄层中，原子形成六边形石墨非常光滑，故常用来制造供机械使用的优质润滑剂，以减小机械接触部件之间的摩擦阻力把石墨和黏土混合，就可以用来做铅笔芯，掺的黏土越多，铅笔芯越硬干电池中的炭精棒也是它的一种“化身”3超导材料1911 年，荷兰科学家H卡麦林昂内斯(H.KamerLinghOnnes,18531926)用液氦冷 却水银时 发现：当温 度下 降到 269 左右时，水银的电阻完全消失 这种
49、现象被称为超导电性 在“高温”超导材料发现以前，所研究的超导材料都是“低温”超导材料，主要是多种金属合金，如铌锆合金、铌钛合金、铌锡合金、钒镓合金、铌锗合金等“低温”超导材料主要应用于强磁体，如核磁共振、磁悬浮火车和加速器等1986 年 4 月，IBM 设在瑞士苏黎世的研究实验室的科学家用钡镧铜系氧化物获得了238 的超导转变温度，从而揭开了世界性的高温超导研究热潮.1987 年 2 月，中国科学院首次在世界上公布了钡钇铜氧体系可以说，从一开始，中国高温超导材料的研究就位居世界前列.20 世纪 80 年代末期以来，中国在高温超导的研究和应用方面一直处在世界先进水平，如在提高材料的载流能力和制备
50、高质量的超导薄膜方面，在量子干涉器件的制作以及将这种器件应用到地磁测量方面，在高温超导体材料的制备以及金属有机化学气相沉积制膜技术方面，在确定高温超导材料的晶体结构以及铋系、铊系材料的系统研究等方面都做出了许多高水平的工作.目前高温超导材料的应用正朝着大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用等 3 个主要方向发展，在世界各国的共同努力下，超导材料造福人类的时代一定会到来.1下列有关晶体的结构叙述正确的是()A在晶体内部，组成晶体的物质微粒是无规则排列的B晶体的微观结构具有周期性C在晶体内部，组成晶体的物质微粒可以自由运动D晶体内部微粒间存在着很强的作用力【解析】在晶体的内部，