固体与液体
2.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,是因为 它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构. 例如,碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨,按 图乙那样排列就成为金刚石.
石墨是层状结构,层与层之间距离较大,作用力较 弱,沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下.石墨的 层状结构决定了它的质地松软,可以用来制作粉状润 滑剂,也可以用来制作铅笔心. 金刚石中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很 大的硬度,可以用来切割玻璃.如果把它装在钻探机 的钻头上,能够钻入坚硬的岩石内. 石墨的密度小,金刚石的密度大;石墨能导电, 金刚石不能导电.
9.2《液体》
液体的微观结构
•液体的分子间距离大约为r0,相互作用较强,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,这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体 分子没有固定的平衡位置,它们在某一平衡位置附 近振动一小段时间后,又转到另一个平衡位置去振 动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明 显区别于固体。
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-3
第一节《固体》
分子不停地做无规则运动,它们之间又存在相互作 用力.分子力的作用使分子聚集在一起,分子的无规 则运动又使它们分散开来.这两种作用相反的因素决 定了分子的三种不同的聚集状态:固态、液态和气 态.物理学又把固态和液态统称为凝聚态.凝聚态物 理学是当前物理学发展最迅速的分支学科之一.
一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现, 也就是一种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,而熔化以后再凝结的水晶 (即石英玻璃)就是非晶体. 许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体. 人们在研究中还发现,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.
固体和液体有一个共同的特点:它们的分子间的距 离跟分子本身的大小具有相同的数量级,因而分子间 有较强的相互作用.这使得固体和液体都不易压缩, 在微观结构上不像气体那样无序.
一 .晶体和非晶体
固体可以分成晶体和非晶体两类. 在常见的固态物质中,石英、云母、明矾、食盐、硫酸 铜、糖、味精等都是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 等都是非晶体. 1.晶体、非晶体的外形和物理性质的差异 (1)晶体都具有规则的几何形状. 食盐的晶体呈立方体形,明矾的晶体呈八面体形,石英的 晶体中间是一个六面棱柱,两端是六棱锥.冬季的雪花,是 水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体,它们的形状虽然不 同,但一般是六角形的规则图案.
液体有一定的体积,不易被压缩,这一特点跟 固体—样;另一方面又像气体,没有一定的形 状,具有流动性。
液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随
着温度的升高而逐渐软化,流动性也逐渐增 加。因此,有时把非晶体看作是过冷液体, 而固体往往只专指晶体。
固体 体积对比 1
液体 10
气体
单个分子 表现
局部(小 区域) 表现 宏观性质
在表面层里分子间的作用就表现为引力。
液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力
液体表面具有收缩到最小的趋势
2、水滴在干净的玻璃上和蜡上为何会有不同?
三.晶体的微观结构
晶体和非晶体在外形和物理性质上存在那么多的差 异,这是为什么呢? 1.组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子)依照一 定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相 互作用很强,具有空间上的周期性.微粒的热运动不足 以克服它们的相互作用而远离.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. X射线对晶体结构进行研究 电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相
非晶体则没有规则的几何形状.
(2)晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点. (3)晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做各向异性. 非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同的,所 以是各向同性的.
现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形,而在玻璃片 上呈圆形.
结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同,而非晶 体玻璃在各个方向上的导热性能相同.
食盐的晶体结构示意图 食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子CI-组成的, 它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上, 因而食盐具有正立方体的外形.
(1)晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释.
(2)晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的. 下图表示在一个平面上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, 才引起晶体的不同方向上物理性质的不同.
二.单晶体和多晶体 1.晶体又可以分为单晶体和多晶体. 2.如果一个物体就是一个完整的晶体,例如雪花、食盐小颗粒 等.这样的晶体就叫做单晶体. 制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗). 3.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 的物体就叫做多晶体. 由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐,就是多晶体.其 中的小晶体叫做晶粒. 各种金属材料,也是多晶体. 多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性,但是同单 晶体一样,仍有确定的熔点.
定的平 衡位置附近 做振动 形成暂时的分 子规则排布 各向同性
没有平衡位置
无规则 各向同性
解决下列问题:
1、硬币为何会浮在水面上?棉线为什么会绷紧? 2、水滴在干净的玻璃上和蜡上为何会有不同?
3、液体在细管中为何会上升?有没有下降的情况?
1、硬币为何会浮在水面上?棉线为什么会绷紧?
液体的表面张力
1、硬币为何会浮在水面上?棉线为什么会绷紧?
液体的表面张力
液体表面有一层跟气
体接触的薄层,叫做 表面层
处于表面层的液体分子,一方面受到上方
气体分子作用,另一方面又受到下方液体 分子作用。而液体分子比气体分子的作用 强,所以,表面层分子排列比液体内部要 稀疏些,分子间距离较液体内部也大一点