高中物理91固体详解

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1.固体可以分为晶体和非晶体两类

石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.

2.单晶体具有确定的几何形状,多晶体和非晶体没有确定的几何形状,我们在初中已经学过,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。

单晶体的特征

(1)具有天然的规则外形,这种规则的外形不是人工造成的。

(2)物理性质各向异性,这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性,是判断单晶体最主要的依据。

(3)具有一定的熔点,单晶体在这一点上和多晶体没有区别.从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点。

多晶体和非晶体

(1)多晶体虽无天然规则的几何形状,物理性质各向同性,但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状,每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质,这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别。

(2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点,非晶体则没有,例如很多同学认为玻璃应是多晶体,但实验证明玻璃没有一定的熔点,故应是非晶体。

正确理解单晶体的各向异性

(1)在物理性质上,单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的

①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时,测试结果不同。

②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。

(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,举例如下:

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立方体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。

判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法

(1)区分晶体与非晶体的方法: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,仅从各向同性或者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: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

晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的,具有空间上的周期性.图9-1-3是食盐晶体中氯离子和钠离子分布的示意图.

2.同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质.例如,碳原子如果按图9-1-4甲那样排列,就成为石墨,而按图乙那样排列,就成为金刚石。

◆◆说明◆◆

(1)原子(或者分子、离子)并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动,它们时刻都在不停地振动,结构图中所画的那些点,是它们振动的平衡位置。

(2)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,也就是说,物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的.例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体.有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。

晶体各向异性的原因

1.单晶体物理性质的不同取决于其微观结构,单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着,有规则的几何外形,在物理性质上表现为各向异性。

2.多晶体是由许许多多晶粒组成的,晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,无规则的几何外形,多晶体在物理性质上表现为各向同性.

习题演练

1.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(   )

A.有规则的几何外形的固体一定是晶体

B.只有单晶体才有天然规则的几何外形

C.晶体在物理性质上一定是各向异性的

D.晶体熔化时具有确定的熔点

E.可以根据各向异性或各向同性来鉴别单晶体和多晶体

2.关于晶体和非晶体,不正确的说法是(   )

A.它们是由不同的空间点阵构成的

B.晶体内部的物质微粒是有规则地排列的,而非晶体内部物质微粒排列是无规则的

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的

D.在物质内部的各个平面上,微粒数相等的是晶体,数量不等的是非晶体

E.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;非晶体中,原子(或分子、离子)的排列是无规则的,更谈不上周期性

习题解析

1.BDE

单晶体有规则的几何外形,多晶体与非晶体都没有规则的几何外形,但如果固体有规则的几何外形但不是天然的,而是人为加工的,则其不一定是晶体,A错误、B正确;单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性,并非所有的物理性质都表现为各向异性,多晶体在物理性质上表现为各向同性,C错误;E正确.晶体有确定的熔点,D正确.

2.ACD

空间点阵是晶体的特殊结构,是晶体的一个特性,所以A错误.组成物质的微粒永远在做热运动,不管是晶体还是非晶体,所以C错误.非晶体就提不到什么层面的问题,即使是晶体各个层面微粒数也不一定相等,所以D错误.

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