高中物理 第二章 固体、液体和气体 第一讲 晶体和非晶体 第二讲 晶体的微观结构 第三讲 固体新材料

2021年高中物理第二章固体液体和气体第一讲晶体和非晶体第二讲晶体的微观结构第三讲固体新材料教案粤教版选修33第二讲晶体的微观结构第三讲固体新材料[目标定位] 1.明白晶体和非晶体外形和物理性质上的区别.2.明白晶体可分为单晶体和多晶体.3.了解晶体的微观结构.4.了解固体新材料在生活、生产、科学研究等方面的应用.一、晶体和非晶体1.固体能够分为晶体和非晶体两类.晶体又能够分为单晶体与多晶体.2.石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.3.单晶体有确定的几何形状，非晶体没有确定的几何形状.4.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体沿各个方向的物理性质差不多上一样的，表现为各向同性；多晶体是各向同性的.二、晶体的微观结构1.晶体的微观结构假说的内容：晶体内部的微粒是有规则地排列着的.2.假说提出的依据：晶体外形的规则性和物理性质的各向异性.3.实验验证：人们利用X射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后证实了晶体的内部粒子有规则排列的假说是正确的.4.微观结构理论的内容：(1)组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子)按一定的规律在空间整齐排列.(2)晶体内部各微粒之间存在着专门强的相互作用力，微粒只能在各自的平稳位置邻近做微小振动.一、正确明白得晶体与非晶体的区别1.区别分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的形状①没有固定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向同性晶体单晶体有天然规则的形状①有确定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向异性多晶体没有确定的形状①有确定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向同性2.区别晶体和非晶体关键看有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形及是否有各向、异性.例1下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是( )A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C.大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体D.所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点答案 D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；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清晰地观看到，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别确实是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对.针对训练某一固体具有一定的熔点，那么它( )A.一定是晶体B.一定是非晶体C.是多晶体D.不一定是非晶体答案 A解析不管是单晶体依旧多晶体都有一定的熔点.例2如图1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.图中横轴表示时刻t，纵轴表示温度T.从图中能够确定的是( )图1A.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段均表示液态答案 B解析只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确，A、C、D错误.二、对晶体和非晶体的微观说明1.对单晶体各向异性的说明图2如图2所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情形.从图上能够看出，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形不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.2.对晶体具有一定熔点的说明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，离开平稳位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸取的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化.3.对多晶体特点的微观说明晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，因此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.多晶体和非晶体的要紧区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有.4.对非晶体特点的微观说明在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒专门多的情形下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也确实是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情形差不多相同，因此非晶体在物理性质上表现为各向同性.6.对同素异构体的说明这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有专门大不同.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.例32010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杰出研究.他们通过透亮胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开，使得石墨片的厚度逐步减小，最终查找到了厚度只有的石墨烯，是碳的二维结构.如图3所示为石墨、石墨烯的微观结构，依照以上信息和已学知识判定，下列说法中正确的是( )图3A.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、石墨烯与金刚石差不多上晶体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.三、固体新材料1.新材料的差不多特点(1)新材料有优异的性能和宽敞的应用前景.(2)新材料的进展与新工艺、新技术紧密相关；(3)新材料往往具有专门性能，如超高强度、超高硬度、超塑性；(4)新材料的研发和应用推动了人类文明和社会的进步.2.新材料的以后(1)新材料科学正向着研究各种复合材料(例如复合金属材料、复合陶瓷材料、复合高分子材料)、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进展.(2)新材料的制备工艺、检测仪器和运算机应用也是今后新材料科学技术进展的重要内容. 例4下列说法正确的是( )A.新材料专门的性能，它不仅包括专门的物理性能，也包括一些专门的化学性能B.制作集成电路时，尽管对硅单晶片的完整性有专门高的要求，然而能够承诺单晶片内原子的规则排列显现微小的缺陷C.纳米是长度单位，1nm＝10－10mD.金属薄膜能够配合读写磁头设计的改进，增大磁记录的密度答案 D解析新材料的专门性能是指物理性能，A错；制作集成电路的硅单晶片是不承诺硅单晶片内原子的规则排列显现微小的缺陷的，B错；1nm＝10－9m，C错；由于金属薄膜的晶粒尺寸小、晶粒各向异性大，晶粒间的相互交换作用弱，是能够配合读写磁头的改进增大磁记录的密度的，D正确.晶体与非晶体1.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )A.能够依照各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B.一块平均薄片，沿各个方向对它施加拉力，发觉其强度一样，则此薄片一定是非晶体C.一个固体球，假如沿其各条直径方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体D.一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体答案CD解析判定固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点.多晶体和非晶体都具有各向同性和天然无规则的几何外形，单晶体具有各向异性和天然规则的几何外形.2.下列固体中全部属于晶体的是( )A.石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜B.石英、玻璃、云母、铜C.食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香D.蜂蜡、松香、橡胶、沥青答案 A晶体和非晶体的微观说明3.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解析空间点阵是晶体的一个专门结构，是晶体的一个特性，因此A是错误的；不管是晶体依旧非晶体，组成物质的微粒永久在做热运动，因此C是错误的；非晶体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，因此D也是错误的.故正确答案为B.4.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D.一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质答案 B解析导热性能各向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定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能够有规则的几何外形，因此这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；单晶体也不一定各个物理特性都有各向异性，故D错.(时刻：60分钟)题组一晶体和非晶体1.下列说法中正确的是( )A.玻璃是晶体B.食盐是非晶体C.云母是晶体D.石英是非晶体答案 C解析玻璃是非晶体，食盐、云母、石英差不多上晶体，故选项C正确.2.云母薄片和玻璃片分别涂一层专门薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图1所示，那么( )图1A.熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片B.熔化的石蜡呈圆形的是云母片C.实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体D.实验说明云母有各向同性，是晶体答案AC解析单晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性.3.下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别( )A.食盐是正方体，而蜂蜡无规则形状B.石墨可导电，沥青不能导电C.冰熔化时，温度保持不变，松香受热熔化时温度连续升高D.金刚石密度大，石墨密度小答案AC解析晶体有天然规则的几何外形，具有一定的熔点，而非晶体则没有，故A、C正确.4.下列说法正确的是( )A.黄金能够切割加工成各种形状，因此是非晶体B.同一种物质只能形成一种晶体C.单晶体的所有物理性质差不多上各向异性的D.玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状答案 D解析常见的金属差不多上多晶体，因而黄金也是多晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错；同一种物质能够形成多种晶体，如碳能够形成金刚石和石墨两种晶体，故B错；单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性，故C错；玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D对.5.如图2a、b所示是两种不同物质的熔化曲线，依照曲线判定下列说法正确的是( )图2是晶体是晶体是非晶体是非晶体答案AD解析晶体在熔化过程中不断吸热，但温度却保持不变(熔点对应的温度)，而非晶体没有确定的熔点，加热过程，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.6.如图3所示，ABCD是一厚度平均的由同一种材料构成的圆板.AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情形下都接触良好).关于圆板，下列说法正确的是( )图3A.圆板是非晶体B.圆板是多晶体C.圆板是单晶体D.圆板沿各个方向导电性能不同答案CD题组二晶体和非晶体的微观结构7.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )A.人造晶体在现代技术中应用广泛，但没有固定的熔点B.晶体内部的物质微粒按一定规则排列且不停振动，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却在不停地运动着D.晶体管的制造材料是晶体答案BD解析有确定熔点是晶体的属性，A错误；组成物质的微粒永久在做热运动，不管是晶体依旧非晶体，B正确，C错误；晶体管是由晶体材料制成的，D正确.8.有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有( )A.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质B.同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律答案BD解析同种元素的原子能够按不同结构排列，形成不同的物质，不同物质的物理性质不同，如同是由碳元素组成的石墨和金刚石的物质密度、机械强度、导热性、导电性和光学性质等都有专门大差别，因此B、D正确，A、C错误.9.下列说法错误的是( )A.晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C.凡各向同性的物质一定是非晶体D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的答案 C解析晶体的外形、物理性质差不多上由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有如此的性质，C错误.10.下列关于探究晶体结构的几个结论中正确的是( )年，德国物理学家劳埃用X射线来探测固体内部的原子排列，才证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规律整齐地排列起来的B.组成晶体的物质微粒，没有一定的规则在空间杂乱无章地排列着，同时晶体的微观结构没有周期性特点C.晶体内部各微粒之间还存在着专门强的相互作用力，这些作用力就像能够伸缩的弹簧一样，将微粒约束在一定的平稳位置上D.热运动时，晶体内部的微粒能够像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动答案AC解析劳埃在1912年用X射线证实了晶体内部结构的规律性.而晶体内部微粒都只能在各自的平稳位置邻近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果.题组三固体新材料11.纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用.下列关于晶体的说法正确的是( )A.晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动B.晶体内的微观粒子间的相互作用专门强，使各粒子紧紧地靠在一起C.晶体的微观粒子在不同方向上排列情形不同D.晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序，无法推测答案 C解析12.下列说法中不正确的是( )A.不锈钢具有专门强的耐腐蚀性，广泛应用于制造餐具、外科手术器械及化工设备B.有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料C.复合材料则是由几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料D.玻璃钢不是复合材料答案 D解析玻璃钢、碳纤维和陶瓷复合材料差不多上新型的复合材料，D错.13.利用扫描隧道显微镜(STM)能够得到物质表面原子排列的图象，从而能够研究物质的构成规律.如图4所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观看、比较，能够看到这些材料差不多上由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特点.则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：图4(1)；(2).答案(1)在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一样不同(2)原子排列具有一定的对称性解析从题图中能够看出，这几种材料的原子排列均有一定的规则，因此是晶体物质，具有晶体的特点.。

高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理一、液体的微观结构1.特点液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成,液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着.联想:非晶体的微观结构跟液体非常相似,可以看作是粘滞性极大的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体.2.应用液体的微观结构可解释的现象(1液体表现出各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章地分布着的小区域构成,所以液体表现出各向同性.(2液体具有一定的体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子密集在一起,相互作用力大,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积.(3液体具有流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因.(4液体的扩散比固体的扩散要快:流体中的扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快.二、液体的表面张力1.液体的表面具有收缩趋势缝衣针硬币浮在水面上,用热针刺破铁环上棉线一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜收缩将棉线拉成弧形.联想:液体表面就像张紧的橡皮膜.2.表面层(1液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层.(2表面层里的分子要比液体内部稀疏些,分子间距要比液体内部大.在表面层内,分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力.联想:在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相等,在通常情况下可认为它们是相等的.3.表面张力(1含义:液面各部分间相互吸引的力叫做表面张力.(2产生原因:表面张力是表面层内分子力作用的结果.表面层里分子间的平均距离比液体内部分子间的距离大,于是分子间的引力和斥力比液体内部的分子力和斥力都有所减少,但斥力比引力减小得快,所以在表面层上划一条分界线MN时(图1,两侧的分子在分界线上相互吸引的力将大于相互排斥的力.宏观上表现为分界线两侧的表面层相互拉引,即产生了表面张力.图1(3作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.如吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形.草叶上的露球、小水银滴要收缩成球形.深化:表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小.在体积相等的各种形状的物体中球形体积最小.三、浸润和不浸润1.定义浸润:一种液体会润湿某种固体并附在固体的表面上,这种现象叫做浸润.不浸润:一种液体不会润湿某种固体,也就不会附在这种固体的表面,这种现象叫做不浸润.2.决定液体浸润的因素液体能否浸润固体,取决于两者的性质,而不单纯由液体或固体单方面性质决定,同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的,水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡,水银不能浸润玻璃,但能浸润锌.误区:不能以偏概全地说“水是浸润液体”,“水银是不浸润液体”.3.浸润和不浸润的微观解释(1附着层:跟固体接触的液体薄层,其特点是:附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的吸引.(2解释:当水银与玻璃接触时,附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱,结果附着层中的水银分子比水银内部稀硫,这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力,使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势,因而形成不浸润现象.相反,如果受到固体分子的吸引相对较强,附着层里的分子就比液体内部更密,在附着层里就出现液体分子互相排斥的力,这时跟固体接触的表面有扩展的趋势,从而形成浸润现象.总之,浸润和不浸润现象是分子力作用的表现.深化:浸润不浸润取决于固体分子对附着层分子的力和液体分子间力的关系.4.弯月面液体浸润器壁时,附着层里分子的推斥力使附着层有沿器壁延展的趋势,在器壁附近形成凹形面.液体不浸润器壁时,附着层里分子的引力使附着层有收缩的趋势,在器壁附近形成凸形面.如图2所示.图2深化:“浸润凹,不浸凸”.四、毛细现象1.含义浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象.2.特点(1浸润液体在毛细管里上升后,形成凹月面,不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面.(2毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管内径越小,高度差越大.误区:在这里很多同学误认为只有浸润液体才会发生浸润现象.3.毛细现象的解释当毛细管插入浸润液体中时,附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用,管内液体也随之上升,直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时,达到平衡,液体停止上升,稳定在一定的高度.联想:利用类似的分析,也可以解释不浸润液体的毛细管里下降的现象.五、液晶1.定义有些化合物像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫液晶.深化:液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.2.液晶的特点(1分子排列:液晶分子的位置无序使它像液体,排列有序使它像晶体.从某个方向上看液晶的分子排列比较整齐;但是从另一个方向看,液晶分子的排列是杂乱无章的.辨析:组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子依照一定的规律在空间有序排列,构成空间点阵,所以表现为各向异性;液体却表现为分子排列无序性和流动性;液晶呢?分子既保持排列有序性,保持各向异性,又可以自由移动,位置无序,因此也保持了流动性.(2液晶物质都具有较大的分子,分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子.3.液晶的物理性质(1液晶具有液体的流动性;(2液晶具有晶体的光学各向异性.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷.液晶分子的排列是不稳定的,外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质.如计算器的显示屏,外加电压使液晶由透明状态变为浑浊状态.4.液晶的用途液晶可以用作显示元件,液晶在生物医学、电子工业,航空工业中都有重要应用.联想:液晶可用显示元件:有一种液晶,受外加电压的影响,会由透明状态变成浑浊状态而不再透明,去掉电压,又恢复透明,当输入电信号,加上适当电压,透明的液晶变得浑浊,从而显示出设定的文字或数码.。

第2章固体与液体第1节固体类型及微观结构...................................................................................... - 1 - 第2节表面张力和毛细现象........................................................................................ - 6 - 第3节材料及其应用.................................................................................................... - 6 -第1节固体类型及微观结构一、晶体和非晶体1．固体的特点(1)固体看得见、摸得着，容易察觉它的存在．(2)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(1)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．(2)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．(3)宏观特性：①具有规则的几何形状．②具有各向异性．③有固定的熔点．5．多晶体(1)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．(2)宏观特性：①没有规则的几何形状．②具有各向同性．③有固定的熔点．二、固体的微观结构1．晶体的结构及结合类型(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类型构成微粒结合键举例离子晶体正、负离子离子键NaCl、AgBr原子晶体原子共价键SiO2、金刚石金属晶体物质微粒金属键铜、银、铝2．固体特征的微观解释(1)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线．(2)微观解释①单晶体在不同直线上微粒的个数不相等，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．②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．晶体和非晶体的比较如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：明矾祖母绿原石水晶食盐铜矿石甲蜂蜡松香塑料橡胶沥青玻璃乙(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同？(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？提示：(1)单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体无规则的几何外形．(2)不是．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有规则的几何外形．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．【例1】在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其上一点，蜡熔化的范围如下图所示；另外甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则( )甲乙丙A．甲、乙是非晶体，丙是晶体B．甲、丙是非晶体，乙是晶体C．甲、丙是多晶体，乙是晶体D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体思路点拨：由蜡熔化图判断导热性能，由温度—时间图线形状分析是晶体还是非晶体．D[由题图甲、乙、丙知，甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由温度—时间图线知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．]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．晶体的微观结构及物理性质家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难．这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如如初，并且可以持续几个月之久．请你动手试一试，并解释其中的道理．提示：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同结构，造成了物理性质上的很大差异，金刚石质地坚硬，而石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不很紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用．用铅笔在纸上写字也是这个道理．(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)是依照一定的规律在空间中整齐地排列的．实验证实：人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后，证实了这种假说是正确的．(2)微粒的热运动特点表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．2．晶体的微观结构特点(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)，依照一定的规律在空间中整齐地排列的．(2)晶体中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．(3)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的振动．晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构从而改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．3．用微观结构理论解释晶体的特性(1)对单晶体各向异性的解释如图所示，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．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．(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．(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．【例2】(多选)下列说法正确的是( )A．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变AC[单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，A正确；晶体由更小的晶胞组成，大颗粒的盐磨成细盐，还是晶体，B 错误；由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如，石墨和金刚石，选项C正确；在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能增加了，选项D错误．]1各种晶体的微粒都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性．2物体的宏观性是由微粒结构决定的，单晶体与非晶体的物理性质不同，是因为微观结构不同，单晶体各向异性也是由粒子排列的特点决定的．第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用一、液体表面的收缩趋势1．实验：观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑杆拉回．②肥皂膜里的棉线圈，当刺破棉线圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形．(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势．2．实验结论由实验知，液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩，使露珠、浮滴等外形呈现球形．二、表面张力1．表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．2．表面张力(1)定义：液体表面各部分间相互吸引的力．(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．因此小水珠、小露珠等都呈现球形．若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形．完全失重环境下，可形成标准的球形．三、浸润与不浸润1．定义(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象．(2)不浸润：液体不附着在固体表面上的现象．2．产生的原因(1)三个相关概念①附着层：当液体跟固体接触时，在接触处形成的液体薄层．②内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力．③附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力．(2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同①当内聚力大于附着力时，液体不浸润固体．②当内聚力小于附着力时，液体浸润固体．四、毛细现象1．定义浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象．2．毛细管能够发生毛细现象的管．3．特点水在玻璃管中会出现凹形弯月面；水银在玻璃管中则会出现凸形弯月面．且管的内径越小，前者水面越高，后者水银面越低．五、液晶1．定义既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有晶体那样的各向异性特点的流体．2．性质外界条件的微小变化，会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可以改变液晶的光学性质．3．应用(1)液晶显示器．(2)液晶测温．六、材料种类和新材料及其应用1．材料的分类(1)按材料特性分为：结构材料和功能材料．(2)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．(3)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(1)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．(2)纳米是长度单位，1 nm＝10－9 m，颗粒在1～100 nm的材料称为纳米材料．(3)发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为形状记忆合金．(4)微电子材料：半导体．(5)力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的纳米材料．(6)材料、能源、信息被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱．表面张力雨伞的伞面上有很多细小的孔，为什么下雨时，雨水不会从孔里漏下来？提示：因为雨水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水膜，水膜的表面张力使雨水不会漏下来．表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．2．表面张力的方向表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图所示．3．表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小．另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．4．表面张力的作用表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．【例1】关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )A．在液体的表面层里，分子比较稀疏，分子间只有引力没有斥力B．在液体的表面层里，分子比较密集，分子间只有斥力没有引力C．液体的表面层中斥力大于引力，使得液体的表面收缩到最小，所以露珠呈球形D．液体的表面层中引力大于斥力，使得液体的表面收缩到最小，所以露珠呈球形D[与气体接触的液体表面分子比较稀疏，间距大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，A、B错误；但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，所以露珠呈球形，C错误，D正确．]液体表面层与液体内部分子分布特点液体表面层液体内部分子密度稀疏密集分子间距d 10－10 m<d<10－9 m d＝10－10 m分子力表现为引力(合力)斥力与引力平衡(合力为零)表现表面有收缩趋势不易被压缩[跟进训练]1．(多选)下面有关表面张力的说法中，正确的是( )A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故BCD[表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B正确，A错误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C正确；由于表面张力使液滴收缩成球形，D正确．]浸润与不浸润你观察过落水的鸡吗？如图所示，鸡落水时会全身湿透，俗称“落汤鸡”，而鸭子在水中嬉戏，上岸后抖一抖身子，水便会被抖落，比鸡可潇洒多了，你知道这是为什么吗？提示：这是由于鸭子经常用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不浸润羽毛．(1)内聚力大于附着力．附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润．(2)内聚力小于附着力．附着层中的分子比液体内部更密，附着层中出现液体分子相互排斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，形成浸润．2．微观解释当液体与固体接触时，附着层中的液体分子受固体分子的吸引比液体内部分子弱，结果附着层中的液体分子比其内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象．相反，如果受到固体分子的吸引相对较强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象．总之，浸润和不浸润现象是分子力作用的宏观表现．【例2】下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( )A．水是浸润液体，水银是不浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力D[一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，选项A错误；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩展的趋势，故选项B、C错误，选项D正确．]分析浸润与不浸润问题的要点归纳(1)同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润；同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．(2)液体浸润固体，附着层面积要扩张；不浸润固体，附着层面积要收缩．(3)发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力的强弱．毛细现象你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗？提示：把地面的土壤锄松，破坏了土壤里的毛细管，地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉．浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面的现象．2．毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形．液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用(如图所示)，于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，稳定在一定的高度．不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图所示)．【例3】附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( )A．附着层里液体分子间的斥力强B．附着层里液体分子间的引力强C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强C[附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的部分分子进入液体内部，从而使附着层的分子比液体内部稀疏，所以C正确，A、B、D错误．]液晶液晶电视已经走进寻常百姓家，液晶显示器是如何显示各种颜色的呢？提示：在液晶中掺入少量多色性染料，当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度不一样，从而显示出各种颜色．(1)液晶具有晶体的各向异性的特点原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向．(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性．(3)液晶分子的排列特点液晶分子的排列特点是从某个方向上看，液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列又是杂乱无章的．(4)液晶的物理性质液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)发生改变．2．液晶的主要应用液晶在温度改变时会改变颜色．随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1 ℃的温差内就可以显出整个色谱．利用液晶的这种温度效应可以探测温度．【例4】(多选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )A．液晶分子在特定方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化C．液晶分子的排列整齐且稳定D．液晶的物理性质稳定AB[液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故A正确；液晶分子排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化，故B正确，C错误；液晶的物理性质不稳定，例如有一种液晶，在外加电压的影响下，会由透明状态变成浑浊状态，去掉电压，又恢复透明状态，故D错误．]1液晶既有液体的流动性和连续性，表现不够稳定，又具有晶体的一些各向异性特点，是某些特殊的有机化合物.2液晶的物理性质很容易在外界的影响如电场、压力、光照、温度下发生改变.。

第2讲固体液体和气体讲义第2讲固体液体和气体见学生用书P194微知识1 固体和液体1．晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类。

晶体分单晶体和多晶体。

(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有一定的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。

(3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。

2．液体(1)液体的表面张力①概念：液体表面各部分间互相吸引的力。

②作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。

③方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。

④大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。

(2)液晶①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。

②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。

③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。

④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。

(3)毛细现象浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象。

3．饱和汽湿度(1)饱和汽与未饱和汽①饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。

②未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。

(2)饱和汽压①定义：饱和汽所具有的压强。

②特点：饱和汽压随温度而变。

温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽①内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。

②公式：V1T1＝V2T2或VT＝C(常量)。

③推论式：ΔV＝V1T1·ΔT。

(4)理想气体状态方程一定质量的理想气体状态方程：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C(常量)。

一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

)1．单晶体和多晶体都具有各向异性的特征。

(×)2．船浮于水面是由于液体的表面张力作用。

(×)3．当人们感觉潮湿时，空气的绝对湿度一定较大。

高中物理气体固体和液体知识点一、气体。

1. 理想气体状态方程。

- 表达式：pV = nRT，其中p是压强，V是体积，n是物质的量，R是摩尔气体常量(R = 8.31J/(mol· K))，T是热力学温度。

- 适用条件：理想气体，即气体分子间没有相互作用力（除碰撞瞬间外），分子本身没有体积的气体。

实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可近似看作理想气体。

- 应用：- 已知其中三个量可求第四个量。

例如，一定质量的理想气体，压强p_1、体积V_1、温度T_1，变化后压强p_2、体积V_2，根据(p_1V_1)/(T_1)=(p_2V_2)/(T_2)（当n不变时）可求解相关量。

- 对于气体的等温、等压、等容变化的分析。

- 等温变化（玻意耳定律）：p_1V_1 = p_2V_2（T不变，n不变）。

- 等压变化（盖 - 吕萨克定律）：(V_1)/(T_1)=(V_2)/(T_2)（p不变，n 不变）。

- 等容变化（查理定律）：(p_1)/(T_1)=(p_2)/(T_2)（V不变，n不变）。

2. 压强的微观解释。

- 气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。

压强的大小与分子的平均动能和分子的密集程度有关。

- 从微观角度看，温度T是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大；体积V减小时，分子的密集程度增大。

3. 气体实验定律的图象。

- 对于等温变化p - V图象是双曲线，p-(1)/(V)图象是过原点的直线。

- 等容变化p - T图象是过原点的直线（压强p与热力学温度T成正比）。

- 等压变化V - T图象是过原点的直线（体积V与热力学温度T成正比）。

二、固体。

1. 晶体和非晶体。

- 晶体。

- 有规则的几何外形，如食盐晶体是立方体，冰晶体呈六角形等。

- 具有各向异性，即在不同方向上物理性质（如硬度、导热性、导电性等）不同。

例如，石墨沿层方向的导电性比垂直层方向的导电性好。

- 有固定的熔点，例如冰在0^∘C时熔化，在熔化过程中温度保持不变。