《高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 固體新材料課件 粵教版選修3-3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 固體新材料課件 粵教版選修3-3.ppt（25頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二節(jié)晶體的微觀結(jié)構(gòu)第三節(jié)固體新材料 考點(diǎn)一晶體的微觀結(jié)構(gòu) 欄目鏈接 1 晶體和非晶體在外形 物理性質(zhì)等方面有顯著的不同 產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢 提示 因?yàn)樗鼈兪怯刹煌奈⒂^結(jié)構(gòu)所決定的 2 金剛石和石墨在硬度上差別很大 但它們都是由碳原子構(gòu)成的 這說明什么問題 提示 金剛石是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 原子間的作用力強(qiáng) 所以金剛石的硬度大 石墨是層狀結(jié)構(gòu) 原子間的作用力弱 所以石墨的硬度小 這說明組成物質(zhì)的微粒按照不同的規(guī)則在空間分布 會(huì)形成不同的晶體 欄目鏈接 1 晶體微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 1 組成晶體的物質(zhì)微粒 分子 原子或離子 依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列 2 晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng) 微粒的熱運(yùn)動(dòng)不足以克服它們的相互作用力而遠(yuǎn)離 3 微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng) 欄目鏈接 2 晶體特性的微觀結(jié)構(gòu)解釋 1 各向異性 如圖所示 這是在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況 從圖中可以看出 在沿不同方向所畫的等長線段AB AC AD上 物質(zhì)微粒的數(shù)目不同 直線AB上物質(zhì)微粒較多 直線AD上較少 直線AC上更少 正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同 才引起晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同 欄目鏈接 2 晶體有確定的熔點(diǎn) 晶體的溫度升高時(shí) 組成晶體的微粒運(yùn)動(dòng)加劇 當(dāng)熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到足以破壞其空間排列的規(guī)律性時(shí) 晶體開始熔化 要破壞微粒空間排列的規(guī)律性就需要克服微粒的強(qiáng)大作用力做功 因?yàn)樵诰w尚未全部熔化之前 吸收的熱量全部用來破壞其空間排列的規(guī)律性 所以晶體熔化時(shí)有確定的 熔點(diǎn) 雖然在熔化過程中不斷地吸收熱量 但吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列 因此溫度并不發(fā)生變化 當(dāng)晶體全部熔化后繼續(xù)吸收熱量 溫度將由熔點(diǎn)繼續(xù)升高 晶體熔化時(shí)內(nèi)能增大 晶體熔化時(shí)溫度保持不變 分子的平均動(dòng)能不變 晶體熔化過程中吸收的熱量使分子間的距離增大 全部用來增加分子的勢能 因?yàn)槲矬w的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能和分子勢能的總和 所以晶體熔化時(shí)內(nèi)能增大 3 同一種物質(zhì)可生成不同的晶體 這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu) 例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石 二者在物理性質(zhì)上有很大不同 白磷和紅磷的化學(xué)成分相同 但白磷具有立方體結(jié)構(gòu) 而紅磷具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu) 注意 1 晶體的微觀結(jié)構(gòu)模型并不代表晶體結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況 它只是組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則排列的示意圖 2 非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列不規(guī)則 加熱時(shí)逐漸軟化 溫度持續(xù)上升 沒有確定的熔點(diǎn) 欄目鏈接 例1 多選 下列敘述中錯(cuò)誤的是 A 晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣排列B 單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C 非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點(diǎn)D 石墨的硬度比金剛石的差很多 是由于它的微粒沒有按空間點(diǎn)陣分布 欄目鏈接 解析 晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)決定著晶體的物理性質(zhì)是否相同 也正是由于它的微粒按一定規(guī)律排列 使單晶體具有規(guī)則的幾何形狀 石墨與金剛石的硬度相差甚遠(yuǎn)是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同 石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地柔軟 而金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其中碳原子間的作用力很強(qiáng) 所以金剛石有很大的硬度 答案 CD 方法總結(jié) 單晶體具有規(guī)則的幾何形狀 非晶體和多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀 其中 規(guī)則外形 的含義要明確 所謂規(guī)則不是所謂的正方體 球形等常見的幾何形狀 而是屬于該種晶體空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)而造成的特有的幾何外形 不論晶粒大小其外形都相似 課堂訓(xùn)練1 多選 下列關(guān)于白磷與紅磷的說法中 正確的是 BD A 它們是由不同的物質(zhì)微粒組成的B 它們有不同的晶體結(jié)構(gòu)C 它們具有相同的物理性質(zhì)D 白磷的燃點(diǎn)低 紅磷的燃點(diǎn)高 解析 白磷和紅磷是由磷元素構(gòu)成 故A錯(cuò) 白磷和紅磷的微粒排列規(guī)律不同 構(gòu)成了不同的晶體 在物理性質(zhì)上有較大差別 如白磷的燃點(diǎn)比紅磷的燃點(diǎn)低 故B D對(duì) C錯(cuò) 考點(diǎn)二固體新材料 欄目鏈接 1 你對(duì)固體新材料有哪些了解 提示 1 新材料有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景 2 新材料的發(fā)展與新工藝 新技術(shù)密切相關(guān) 3 新材料往往具有特殊性能 如超高強(qiáng)度 超高硬度 超塑性 4 新材料的研發(fā)及其應(yīng)用 推動(dòng)了人類文明和社會(huì)進(jìn)步 5 硅是當(dāng)前用途最廣的半導(dǎo)體材料 2 固體新材料未來的發(fā)展方向如何 提示 1 新材料科學(xué)正向著研究各種復(fù)合材料 研究并開發(fā)納米材料 開發(fā)同時(shí)具有感知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動(dòng)功能的機(jī)敏材料 研究開發(fā)生物醫(yī)學(xué)材料等方向發(fā)展 2 新材料的制備工藝 檢測儀器和計(jì)算機(jī)應(yīng)用也是今后新材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容 欄目鏈接 1 新材料的基本特征 1 有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景 2 它的發(fā)展和材料理論有密切的關(guān)系 與新工藝 新技術(shù)也密切相關(guān) 3 它的研制與基礎(chǔ)學(xué)科和理工技術(shù)的成果交織在一起 4 它具有特殊的性能 例如高強(qiáng)度 超高硬度 超塑性 以及磁性 超導(dǎo)性等特殊的物理性能 2 新材料的應(yīng)用 1 半導(dǎo)體材料 應(yīng)用領(lǐng)域 信息處理與通訊領(lǐng)域 半導(dǎo)體材料 硅 a 是當(dāng)前用途最廣的半導(dǎo)體材料 b 集成電路對(duì)硅單晶片的要求 完整性和局域平整度都有較高要求 2 磁存儲(chǔ)材料 發(fā)展過程 氧化物磁粉 金屬合金磁粉 金屬薄膜 磁性鐵氧體單晶薄膜 存儲(chǔ)密度大 使電子計(jì)算機(jī)的微型化成為可能 3 新材料的未來 1 研究各種復(fù)合材料 研究并開發(fā)納米材料 開發(fā)同時(shí)具有感知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動(dòng)功能的機(jī)械材料 研究開發(fā)生物醫(yī)學(xué)材料等 2 新材料的制備工藝 檢測儀器和計(jì)算機(jī)應(yīng)用 例2下列說法正確的是 A 新材料特殊的性能 它不僅包括特殊的物理性能 也包括一些特殊的化學(xué)性能B 制作集成電路時(shí) 盡管對(duì)硅單晶片的完整性有很高的要求 但是可以允許單晶片內(nèi)原子的規(guī)則排列出現(xiàn)微小的缺陷C 納米是長度單位 1nm 10 10mD 金屬薄膜可以配合讀寫磁頭設(shè)計(jì)的改進(jìn) 增大磁記錄的密度 解析 新材料的特殊性能是指物理性能 A錯(cuò) 制作集成電路的硅單晶片是不允許硅單晶片內(nèi)原子的規(guī)則排列出現(xiàn)微小的缺陷的 B錯(cuò) 1nm 10 9m C錯(cuò) 由于金屬薄膜的晶粒尺寸小 晶粒各向異性大 晶粒間的相互交換作用弱 是可以配合讀寫磁頭的改進(jìn)增大磁記錄的密度的 D正確 答案 D 方法總結(jié) 應(yīng)注意納米材料的良好性能主要表現(xiàn)在 1 力學(xué)性能 高強(qiáng) 高硬和良好塑性 2 熱學(xué)性能 熔點(diǎn)較低 3 電學(xué)性能 低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性 4 化學(xué)性能 具有相當(dāng)高的化學(xué)活性 課堂訓(xùn)練2 多選 納米材料具有許多奇特效應(yīng) 如 BD A 電光效應(yīng)B 量子尺寸效應(yīng)C 高硬度D 表面和界面效應(yīng)解析 電光效應(yīng)是半導(dǎo)體材料的一種奇特效應(yīng) 而高硬度是因?yàn)榧{米材料的奇特效應(yīng)而使材料所表現(xiàn)出來的一種良好性能 故A C錯(cuò)誤 B D正確