第九章 物态和物态变化
第一节 固体
一、教学目标
1．知道什么是晶体，什么是非晶体。
2．知道晶体有单晶体和多晶体。
3．知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。
二、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。
三、教学方法与建议
图片展示法、分析比较法
四、学情分析
教科书对这部分知识要求较低，只简要讲述晶体的特征，晶体与非晶体的区别，以及固体的微观结构，而不涉及固体的其它性质，因此，总体的难度还是较低的。再加上学生是选修化学的，化学中相关知识学生都学过了，所以对大部分学生而言，这节还是比较简单的。
五、教学过程：
用投影片展示一些实物的外形，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
让学生了解明矾、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。
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。
玻璃、石蜡这样的固体都是非晶体。观察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）。
【动画演示】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。
（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。（但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。
（四）晶体的微观结构
从1912年人们用X射线窥探晶体的内部结构，得出结论：晶体内部的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间排成整齐的行列，构成所谓空间点阵。沿这些物质微粒的行列画出直线来，可以得出若干平行线，物质微粒就在这些平行线的交点上，这些交点叫做空间点阵的结点。晶体的物质微粒的空间点阵结构排列有两个特点：一是周期性，二是对称性。
展示出氯化钠（食盐）和金刚石、石墨的晶体空间点阵示意模型和幻灯片。
晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释。同样，晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的。
图4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，沿不同方向所画的等长线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AC上最少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上的物质性质的不同。
非晶体的固体实际上可以看成粘滞性极大的液体。非晶体内部物质微粒排列是无规则的，其结构非常类似液体。因此，非晶体没有天然规则几何形状，各向同性，也没有固定的熔化温度。严格说来，只有晶体才是真正的固体。
（五）课堂总结
请学生总结本节课学习的内容。
（六）课后作业
阅读“科学漫步”，完成课后“问题与练习”，第3题书面作业。
微信/支付宝扫码支付