鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体第1课时导学案

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第1课时　晶体的特性必备知识·自主学习晶体的特性1．晶体与非晶体的概念2.晶体的特性3．晶体的分类(1)依据：根据晶体内部微粒种类和微粒间的相互作用的不同。(2)类型：4.晶体与非晶体的用途(1)晶体：①把机械能变成电能；②制作红外夜视仪；③作电子元件。(2)非晶体：①某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高；②非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大，可以有效吸收阳光。(1)晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的？提示：晶体内部微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列。使晶体具有规则几何外形和对称性；内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。(2)同一物质可能既是晶体，也是无定形体吗？提示：可能。硅单质就有晶体硅和无定形硅两种状态。 (情境思考)我们吃的食盐是粉末状的没有固定形状的颗粒，是不是说明食盐不是晶体？能不能只通过外观就能区分晶体和非晶体？提示：食盐是晶体。我们吃的食盐是经过粉碎的。不能仅仅通过外观判断晶体和非晶体，非晶体经过加工也能具有规则的几何外形。关键能力·合作学习知识点　晶体与非晶体的区别1．晶体与非晶体的区别2.晶体与非晶体鉴别方法(1)间接方法：看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性。晶体有固定的熔点，融化过程中温度不变，某些物理性质也会呈现各向异性。(2)科学方法：对固体进行X射线衍射实验。X射线通过晶体时能产生衍射现象，而非晶体不能产生此现象。晶体呈现自范性的条件晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质适当冷却凝固得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓慢冷却形成的。(思维升华)有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？(宏观辨识与微观探析)提示：有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 (情境应用)某同学在读杂志时看到某种物质结构如图所示。请问该物质是晶体还是非晶体？(证据推理与模型认知)提示：该物质是非晶体。观察最右侧一个空隙中有2个大球，而左上角一个空隙中有1个大球，因此此固体的构成微粒排列无序，所以该物质为非晶体。【典例】(2021·太原高二检测)晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米，重量达81千克的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是(　　)A．晶体硅没有固定的熔沸点B．形成晶体硅的速率越快越好C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体无各向异性【解题指南】解决有关晶体相关问题时要注意的特性：自范性、各向异性、对称性以及有固定的熔点。以此为突破口解决问题。 【解析】选C。A.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A错误； B．晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故B错误；C.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误。【母题追问】如果把A选项改为晶体硅的各向异性和对称性是矛盾的。是否正确？提示：不正确。晶体的各向异性取决于微观粒子在各个方向上的不同排列，而对称性是微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列的必然结果，二者并不矛盾。 云母属于晶体，是单斜晶系一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。用烧热了的针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为(　　)A．云母是热的不良导体，传热不均匀B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀C．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同【解析】选D。晶体的外形和内部质点排列高度有序，物理性质表现出各向异性，云母片属于晶体，具有各向异性，不同方向导热性能不同，而石蜡属于非晶体，不具有各向异性。三言两语话重点1．晶体是内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。2．晶体的三大特性包括对称性、自范性、各向异性。3．晶体通常分为金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体。4．鉴别晶体常用方法为观察熔点和X射线衍射法。课堂检测·素养达标1．下列物质具有自范性、各向异性的是(　　)A．钢化玻璃　　　　　 B．塑料C．水晶 D．陶瓷【解析】选C。晶体具有自范性和各向异性，钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体。2．下列晶体熔化时不需要破坏化学键的是(　　)A．金刚石 B．食盐C．干冰 D．金属钾【解析】选C。熔化时金刚石断裂共价键，食盐断裂离子键，干冰断裂分子间作用力(范德华力)，金属钾断裂金属键。【补偿训练】表中列出了有关晶体的知识，其中错误的是(　　)【解析】选B。干冰为分子晶体，构成微粒为分子，微粒间作用力为范德华力。 3．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　)A．晶体一定比非晶体的熔点高B．晶体有自范性但排列无序C．非晶体无自范性而且排列无序D．固体SiO2一定是晶体【解析】选C。非晶体无固定熔点，A错；二氧化硅有非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅，D错。【补偿训练】如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是(　　) 　①a是晶体　②b是晶体　③a是非晶体　④b是非晶体A．①②　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④【解析】选D。由题可知a有固定熔点，属于晶体；b没有固定熔点，属于非晶体。 素养新思维 4．如图是冰块融化过程中温度随时间的变化图像。(1)分析图像可知，冰块融化过程持续__________min，此过程需__________(填“吸热”或“放热”)，温度__________(填“升高”“不变”或“降低”)。(2)由以上分析可知，冰是__________(填“晶体”或“非晶体”)。区分晶体与非晶体的重要依据______________________________________________。【解析】由图像可知：冰在加热后5 min到15 min这段时间虽然不断地吸热，温度却保持不变，这是冰的融化过程，持续了10 min。由此可见冰有固定的熔点，冰是晶体。晶体和非晶体的最大区别在于：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。答案： (1)10　吸热　不变　(2)晶体　晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点固体类型内部微粒排列方式晶体原子、离子或分子内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质非晶体内部微粒无周期性重复排列的固体物质晶体的特性具体表现举例或应用自范性在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形水晶，晶体完好时呈六棱柱状对称性由于晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列，使晶体在生长过程中依据内部微粒的规则排列形成规则的多面体几何外形，从而具有特定的对称性规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有对称轴也有对称面各向异性在不同的方向上表现出不同的物理性质(如导电性、导热性、膨胀系数、折光率等)石墨在与层平行的方向上的电导率数值约为在与层垂直的方向上的电导率数值的1万倍固定的熔沸点加热晶体温度达到熔点时即开始熔化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高氯化钠、冰等都具有固定的熔、沸点晶体类型构成微粒种类微粒间的相互作用实例离子晶体阴、阳离子离子键NaCl金属晶体金属阳离子、自由电子金属键Fe共价晶体原子共价键SiO2晶体分子晶体分子(包括单原子分子)分子间作用力(一定包含范德华力，可能包含氢键)冰晶体非晶体外观具有规则的几何外形不具有规则的几何外形微观结构微粒在三维空间周期性有序排列微粒排列相对无序自范性有没有各向异性各向异性各向同性熔点固定不固定能够发生X射线衍射能不能本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序性排列选项ABCD晶体硫化钾干冰金刚石碘构成晶体的微粒阴、阳离子分子原子分子晶体微粒间存在的作用力离子键共价键共价键范德华力