《高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結構 固體新材料課件 粵教版選修3-3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結構 固體新材料課件 粵教版選修3-3.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第二節(jié)晶體的微觀結構第三節(jié)固體新材料 考點一晶體的微觀結構 欄目鏈接 1 晶體和非晶體在外形 物理性質等方面有顯著的不同 產生這些不同的根本原因是什么呢 提示 因為它們是由不同的微觀結構所決定的 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成的 這說明什么問題 提示 金剛石是網狀結構 原子間的作用力強 所以金剛石的硬度大 石墨是層狀結構 原子間的作用力弱 所以石墨的硬度小 這說明組成物質的微粒按照不同的規(guī)則在空間分布 會形成不同的晶體 欄目鏈接 1 晶體微觀結構的特點 1 組成晶體的物質微粒 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 晶體中物質微粒的相互作用很強 微粒的熱運動不足以克服它們的相互作用力而遠離 3 微粒的熱運動表現為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動 欄目鏈接 2 晶體特性的微觀結構解釋 1 各向異性 如圖所示 這是在一個平面上晶體物質微粒的排列情況 從圖中可以看出 在沿不同方向所畫的等長線段AB AC AD上 物質微粒的數目不同 直線AB上物質微粒較多 直線AD上較少 直線AC上更少 正因為在不同方向上物質微粒的排列情況不同 才引起晶體在不同方向上物理性質的不同 欄目鏈接 2 晶體有確定的熔點 晶體的溫度升高時 組成晶體的微粒運動加劇 當熱運動達到足以破壞其空間排列的規(guī)律性時 晶體開始熔化 要破壞微?？臻g排列的規(guī)律性就需要克服微粒的強大作用力做功 因為在晶體尚未全部熔化之前 吸收的熱量全部用來破壞其空間排列的規(guī)律性 所以晶體熔化時有確定的 熔點 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 當晶體全部熔化后繼續(xù)吸收熱量 溫度將由熔點繼續(xù)升高 晶體熔化時內能增大 晶體熔化時溫度保持不變 分子的平均動能不變 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 因為物體的內能是所有分子動能和分子勢能的總和 所以晶體熔化時內能增大 3 同一種物質可生成不同的晶體 這是由于它們的物質微粒能夠形成不同的晶體結構 例如碳原子按不同的結構排列可形成石墨和金剛石 二者在物理性質上有很大不同 白磷和紅磷的化學成分相同 但白磷具有立方體結構 而紅磷具有與石墨一樣的層狀結構 注意 1 晶體的微觀結構模型并不代表晶體結構的真實情況 它只是組成晶體的物質微粒有規(guī)則排列的示意圖 2 非晶體內部物質微粒排列不規(guī)則 加熱時逐漸軟化 溫度持續(xù)上升 沒有確定的熔點 欄目鏈接 例1 多選 下列敘述中錯誤的是 A 晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點陣排列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陣分布 欄目鏈接 解析 晶體內部微粒排列的空間結構決定著晶體的物理性質是否相同 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是由于它們內部微粒的排列結構不同 石墨的層狀結構決定了它的質地柔軟 而金剛石的網狀結構決定了其中碳原子間的作用力很強 所以金剛石有很大的硬度 答案 CD 方法總結 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陣結構而造成的特有的幾何外形 不論晶粒大小其外形都相似 課堂訓練1 多選 下列關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微粒組成的B 它們有不同的晶體結構C 它們具有相同的物理性質D 白磷的燃點低 紅磷的燃點高 解析 白磷和紅磷是由磷元素構成 故A錯 白磷和紅磷的微粒排列規(guī)律不同 構成了不同的晶體 在物理性質上有較大差別 如白磷的燃點比紅磷的燃點低 故B D對 C錯 考點二固體新材料 欄目鏈接 1 你對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用前景 2 新材料的發(fā)展與新工藝 新技術密切相關 3 新材料往往具有特殊性能 如超高強度 超高硬度 超塑性 4 新材料的研發(fā)及其應用 推動了人類文明和社會進步 5 硅是當前用途最廣的半導體材料 2 固體新材料未來的發(fā)展方向如何 提示 1 新材料科學正向著研究各種復合材料 研究并開發(fā)納米材料 開發(fā)同時具有感知外界環(huán)境或參數變化和驅動功能的機敏材料 研究開發(fā)生物醫(yī)學材料等方向發(fā)展 2 新材料的制備工藝 檢測儀器和計算機應用也是今后新材料科學技術發(fā)展的重要內容 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用前景 2 它的發(fā)展和材料理論有密切的關系 與新工藝 新技術也密切相關 3 它的研制與基礎學科和理工技術的成果交織在一起 4 它具有特殊的性能 例如高強度 超高硬度 超塑性 以及磁性 超導性等特殊的物理性能 2 新材料的應用 1 半導體材料 應用領域 信息處理與通訊領域 半導體材料 硅 a 是當前用途最廣的半導體材料 b 集成電路對硅單晶片的要求 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 存儲密度大 使電子計算機的微型化成為可能 3 新材料的未來 1 研究各種復合材料 研究并開發(fā)納米材料 開發(fā)同時具有感知外界環(huán)境或參數變化和驅動功能的機械材料 研究開發(fā)生物醫(yī)學材料等 2 新材料的制備工藝 檢測儀器和計算機應用 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性能B 制作集成電路時 盡管對硅單晶片的完整性有很高的要求 但是可以允許單晶片內原子的規(guī)則排列出現微小的缺陷C 納米是長度單位 1nm 10 10mD 金屬薄膜可以配合讀寫磁頭設計的改進 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 制作集成電路的硅單晶片是不允許硅單晶片內原子的規(guī)則排列出現微小的缺陷的 B錯 1nm 10 9m C錯 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增大磁記錄的密度的 D正確 答案 D 方法總結 應注意納米材料的良好性能主要表現在 1 力學性能 高強 高硬和良好塑性 2 熱學性能 熔點較低 3 電學性能 低溫時會呈現電絕緣性 4 化學性能 具有相當高的化學活性 課堂訓練2 多選 納米材料具有許多奇特效應 如 BD A 電光效應B 量子尺寸效應C 高硬度D 表面和界面效應解析 電光效應是半導體材料的一種奇特效應 而高硬度是因為納米材料的奇特效應而使材料所表現出來的一種良好性能 故A C錯誤 B D正確