晶体的宏观特征

《晶体的宏观特征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一节晶体的宏观特征一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）知道晶体和非晶体的区别，知道单晶体和多晶体的区别。（2）了解晶体的空间点阵结构理论和用该理论解释晶体的特性。2．通过对晶体和非晶体的区分，培养学生的科学观察能力和实验能力。3．科学的观察法和实验法是科学研究的重要方法，通过本课程渗透科学方法的教育。二、重点和难点1．教学重点是让学生知道晶体和非晶体的区别，以及单晶体和多晶体的区别。2．理解晶体结构理论（空间点阵结构）和解释晶体各向异性是教学的难点。三、教具1．矿石标本：石英、云母、岩盐等。2．学生分组实验用具：（1）观察食盐

2、和砂糖颗粒形状的区别：两个培养皿（内各有食盐和砂糖）、放大镜。（2）观察晶体各自导热性不同：薄云母片、盖玻璃（事先在一面涂上薄薄的一层蜡）、钢针（有木柄）、酒精灯。3．晶体结构模型：食盐（氯化钠）、金刚石、云母等。4．幻灯片：（1）晶体与非晶体在液态冷却过程中的温度与时间关系曲线。（2）晶体各向异性的微观解释图。[教学过程]一晶体的基本特点人们最开始认识晶体是从观察外部形态开始的。把具有天然的而不是经人工加工的规律的几何外形固体称为晶体。如：石英，锆石英，食盐，但许多物质，虽然不具有明显的规则多面体外形，却具有晶体性质，也就是说，这种规则的多面体并不能反映晶体的实质

3、，它只是晶体内部某种本质因素的规律性在外表上的一种反映，直到上世纪初，1912年劳厄（德国的物理学家）第一次成功茯得晶体对X射线的衍射线的图案，才使研究深入到晶体的内部结构，才从本质上认识了晶体，证实了晶体内部质点空间是按一定方式有规律地周期性排列的。晶体的现代定义：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。（具有格子构造）晶体，非晶体—内部结构显著不同—性质显著不同。性质与结构紧密相关，通过学习性质可区分晶体、非晶体。1.各向异性晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不一样的（等轴系晶体除外）。如：石墨的导电率不同方向差别很大，垂直方向为层平行方向1/104。兰晶石

4、硬度，AA方向莫氏硬度4.5，BB方向7，食盐晶体抗张强度，对角线方向最大，垂直晶面方向最小。晶体的各向异性是区别于物质其它状态最本质性质。2.固定熔点晶体在熔化时必须吸收一定的熔融热才能转变为液态(同样在凝固时放出同样大小的结晶热)，见晶体加热曲线：随时间增加，温度升高，T0时，晶体开始熔解，温度停止上升，此时所加的热量，用于破坏晶体的格子构造，直到晶体完全熔解，温度才开始继续升高图1.1固体的加热曲线3．稳定性晶体能长期保持其固有状态而不转变成其它状态。这是晶体具有最低内能决定的，内能小，晶体内的质点规律排列，这是质点间的引力斥力达到平衡，结果内能最小，质点在平衡位置振动，没有外加

5、能量，晶体格子构造不破坏，就不能自发转变为其它状态，处于最稳定状态，而非晶体就不稳定，如玻璃有自发析晶（失透）倾向。4．自限性晶体具有自发地生长为一个封闭的几何多面体倾向，即晶体与周围介质的界面经常是平面，晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。5．对称性晶体的某些性质在一定方向及位置上出现对称性，因为晶体的构造是质点在空间周期性规律排列，是反映在宏观上的必然结果（专节讨论）。6．均匀性（均一性）一个晶体的各个部分性质都是一样的。因为晶体内质点是周期性重复排列的，其任何一部分在结构上都是相同的，因而由结构决定的一切性质都是相同的。这里注意：均匀性与各向异性不同，前者是指晶体的位

6、置，后者是指观察晶体的方向。二单晶体与多晶体单晶体：整个物体就是一个晶体。如课上展示的岩盐、方解石等矿石标本。多晶体：整个物体是由许多杂乱无章排列着的小晶体（晶粒）组成的，这样的物体叫做多晶体。平常见到的各种金属材料，如铁、铜、铝等都是多晶体。把纯铁做成样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多的晶粒组成的，晶粒大小在10－3厘米左右。多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，它在各个方向上的物理性质相同。但是它有固定的熔点和凝固点。3．一些物质存在几点不同形状的单晶体。如石墨和金刚石都是碳的单晶体，它们的外观和特性是不同的。另一些物质又有晶体和非晶体不同形态，如

7、天然水晶和石英玻璃都有二氧化硅成分，但前者是晶体，后者是非晶体。4．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