《固体》设计 省赛一等奖

《固体》教学设计晶体晶体的微观结构固体非晶体晶体晶体的微观结构固体非晶体【教学目标】1.了解固体的微观结构。会区别晶体和非晶体，列举生活中常见的晶体和非晶体。2.初步了解材料科学技术的有关知识及应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。【重点难点】重点：固体的分类，晶体与非晶体的区别．难点：单晶体和多晶体的区别．【教学过程】用放大镜去观察一些实物的外形，通过外形特征比较和投影演示，以增加对固体外形的一些感性认识，通过外形这一表象，来引出对固体的分类和在物理性质上的差异．（一）固体可以分为晶体和非晶体【分组实验】让学生用放大镜观察明矾、食盐、硫酸铜、沥青、塑料、橡胶等固体，并从外形上将它们进行分类，引导：只需分成两类．说明：明矾、食盐、硫酸铜三个具有规则的几何外形的为一类，称它们为晶体；沥青、塑料、橡胶没有规则的几何形状的另一类，称它们为非晶体．1．晶体：具有规则的几何形状．【演示】将石英放在实物投影仪上，让学生观察石英的外形．将冰糖、味精、云母放在实物投影仪上．边让学生观察边指出：人类随着时间的推移，发现有规则外形的晶体种类越来越多．石英、冰糖、味精是晶体，像云母这样由许多薄层叠到一起的固体也是晶体．（1）常见的晶体有：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等．（2）几种常见晶体的规则外形：食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形．石英的晶体中间是一个六棱柱，两端呈六棱锥．冬季的雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为六角形的规则图案.2．非晶体：没有规则的几何形状．【演示】将玻璃、石蜡放在实物投影仪上，让学生分析它们是晶体还是非晶体．说明：这些固体都是非晶体．用手锤打碎玻璃．将碎玻璃放在实物投影仪上，让学生观察细小的玻璃碎块．说明：玻璃碎块没有一致的规则几何外形，可知玻璃是非晶体．常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．3．晶体和非晶体的差异（1）在外形上：晶体具有规则的几何形状，非晶体没有规则的几何形状．（2）在物理性质上，晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性），非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）．【演示】云母和玻璃在导热性能上的差异．请学生注意观察涂在云母片上的石蜡熔化后所成的形状和涂在玻璃上的石蜡熔化后所成的形状．启发学生思考这说明了什么？让学生得出云母晶体在各个方向的导热性能不相同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同，【注意】①晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．云母导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．②有些固体本身就是一个完整的晶体，但也有许多固体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的．③晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点．（二）晶体可以分为单晶体和多晶体1．单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体．例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．2．多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做多晶体．其中的小晶体叫做晶粒．【演示】利用挂图看显微镜下的纯铁样品，可以看到它是由许多的晶粒组成．（1）多晶体的外形特点：没有规则的几何形状．（2）多晶体物理性质上的特点：①不显示各向异性．【注意】每一晶粒内部都是各向异性的．②有确定的熔点．固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体非晶体的标志．3．多晶体和非晶体比较（1）多晶体和非晶体都没有规则的几何形状．（2）多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点．（3）多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性．（三）晶体和非晶体间的转化1．一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，例如水晶．天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体，即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的．2．许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．3．在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体．【自学评价】1.称为晶体；称非晶体2.常见的晶体有：；常见的非晶体有：。3.预习课本，完成下表4.组成晶体的微观粒子按在空间整齐地排列，微粒的热运动表现为。【经典范例】1.下列说法中正确的是（）A.显示各向异性的物体必定是晶体 B.不显示各向异性的物体必定是非晶体C.具有确定熔点的物体必定是晶体 D.不具有确定熔点的物体必定是非晶体2.下列说法错误的是（）A.晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质威力是规则排列的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3.如图所示，食盐的晶体是由钠离子和氯离子组成的。这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离排列地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5克/摩，食盐的密度是2.2克/厘米3。阿伏伽德罗常数为6.0×1023摩-1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值为多少？【思维点播】1.如何正确理解晶体的各向异性在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等。晶体的各向异性是指晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测量晶体的物理性能得到的结果不同。例如晶体在不同的方向还可以有不同的硬度、弹性、热膨胀性质、导电性能等。需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能在各种物理性能上表现出各向异性，例如云母、石膏晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向传递热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向电阻率不同；立方体的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同的方向弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向上的折射率不同。值得指出的是，只有单晶体才回有各向异性的物理性质，多晶体和非晶体一样，物理性质都是各向同性的。【跟踪训练】★1.下列固体中全是由晶体组成的是( ).【l】(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★★2.某物体表现出各向异性是由于组成物体的物质微粒( ).【1】(A)在空间的排列不规则 (B)在空间按一定的规则排列(C)数目较多的缘故 (D)数目较少的缘故★★3.如果某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么( ).【1】(A)它一定是晶体 (B)它一定是多晶体(C)它一定是非晶体 (D)它不一定是非晶体★★★4.在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针尖点在样本的另一侧面，结果得到如图所示的两种图样，则( ).【2】(A)样本A一定是非晶体 (B)样本A可能是非晶体(C)样本B一定是晶体 (D)样本B不一定是晶体★★★5.晶体在熔解过程中吸收的热量，主要用于( ).【2】(A)破坏空间点阵结构，增加分子动能(B)破坏空间点阵结构，