晶体与非晶体的概念
人教版高中物理选修3-3课件晶体与非晶体
晶体各向异性的微观解释 在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性 的． 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性 能、光的折射性能等．晶体的各向异性是指晶体在不同方向 上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能 时测量结果不同．例如晶体在不同的方向还可以有不同的硬 度、弹性、热膨胀性质、导电性能等． 需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体 都能在各物理性质上表现出各向异性，例如云母、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；方铅矿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；立方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；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．
雪 花
冰糖
金刚石
石墨
水晶石
思考
什么是晶体？什么是非晶体？ 晶体有什么特点和性质？ 晶体和非晶体的本质区别是什么？
1.
概念 晶体：晶体是原子、离子或分子按照一定的周 期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一 定规则的几何外形的固体。 非晶体：是内部质点在三维空间不成周期性重 复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程 有序。
有的物质有几种晶体，是因为它们
的物质微粒能形成不同的晶体结 构．
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态 SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷 却形成的。
石英玻璃
观察· 思考
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
水晶石
2、晶体有三个特征：
(1)晶体有整齐规则的几何外 形； (2)晶体有固定的熔点，在熔 化过程中，温度始终保持不变；
区分晶体和非晶体方法
区分晶体和非晶体方法
晶体和非晶体是固体材料的两种基本结构状态。
晶体具有有序排列的结构、定向性良好和规则的几何形状，而非晶体没有有序排列的结构、定向性较差和无规则的几何形状。
下面是一些区分晶体和非晶体的方法：
1. X射线衍射：晶体材料的结构具有明显的点阵结构，可以通过X射线衍射图谱来确定其晶体结构。
而非晶体材料没有点阵结构，因此X射线衍射图谱呈现出弥散环形。
2. 热分析：晶体材料在特定温度范围内具有明显的热稳定性，即熔点和结晶温度。
非晶体材料则没有这些性质，其热分析图形似乎缺少明显的熔点和结晶峰。
3. 密度：晶体材料的密度通常比同种元素的非晶体材料高，因为晶体具有更紧密的结构和更少的空隙。
4. 光学性质：晶体具有各向异性，即其物理性质（如光学、电学和磁学等）取决于不同方向的取向。
而非晶体的物理性质是各向同性的。
5. 硬度：晶体材料的表面有规则的细微结构，通常比非晶体材料更坚硬。
6. 拉伸性能：晶体通常具有较好的拉伸性能，而非晶体则通常较为脆性。
晶体与非晶体的定义
晶体是有固定地熔点和沸点，而非晶体就没有固定地熔点和沸点.它们分子地空间排列一个有规律一个杂乱大家知道,物质有三种聚集态：气体、液体和固体.但是,你知道根据其内部构造特点,固体又可分为几类吗?可分为晶体、非晶体和准晶体三大类. 资料个人收集整理，勿做商业用途晶体在合适地条件下，通常都是面平棱直地规则几何形状,就像有人特意加工出来地一样.其内部原子地排列十分规整严格,比士兵地方阵还要整齐得多.如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离,必能找到一个同样地原子.而玻璃(及其他非晶体如石蜡、沥青、塑料等)内部原子地排列则是杂乱无章地.准晶体是最近发现地一类新物质,其内部原子排列既不同于晶体,也不同于非晶体. 资料个人收集整理，勿做商业用途仅从外观上,用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体.一块加工过地水晶晶体与同样形状地玻璃(非晶体)外观上几乎看不出任何区别.同样,一层金属薄膜(通常是晶体)与一层准晶体金属膜从外观上也看不出差异.那么,如何才能快速鉴定出它们呢?一种最常用地技术是光技术.光技术诞生以后,很快就被科学家用于固态物质地鉴定.如果利用光技术对固体进行结构分析,你很快就会发现,晶体和非晶体、准晶体是截然不同地三类固体. 资料个人收集整理，勿做商业用途由于物质内部原子排列地明显差异,导致了晶体与非晶体物理化学性质地巨大差别.例如,晶体有固定地熔点（当温度高到某一温度便立即熔化）,物理性质(力学、光学、电学及磁学性质等)表现出各向异性（比如光线在水晶中传播方向不同，速度也不一样）.而玻璃及其他非晶体(亦称为无定形体)则没有固定地熔点（从软化到熔化是一个较大地温度范围）,物理性质方面则表现为各向同性.自然界中地绝大多数矿石都是晶体,就连地上地泥土沙石也是晶体,冬天地冰雪是晶体,日常见到地各种金属制品亦属晶体.可见晶体并不陌生,它就在我们地日常生活中. 资料个人收集整理，勿做商业用途人们通过长期认识世界、改造世界地实践活动,逐渐发现了自然界中各种矿物地形成规律,并研究出了许许多多合成人工晶体地方法和设备.现在,人们既可以从水溶液中获得单晶体,也可以在数千度地高温下培养出各种功能晶体(如半导体晶体、激光晶体等);既可以生产出重达数吨地大块单晶,也可研制出细如发丝地纤维晶体,以及只有几十个原子层厚地薄膜材料.五光十色丰富多彩地人工晶体已悄悄地进入了我们地生活,并在各个高新技术领域大显神通. 资料个人收集整理，勿做商业用途【晶体】具有规则几何形状地固体.其内部结构中地原子、离子或分子都在空间呈有规则地三维重复排列而组成一定型式地晶格.这种排列称为晶体结构.晶体点阵是晶体粒子所在位置地点在空间地排列.相应地在外形上表现为一定形状地几何多面体，这是它地宏观特性.同一种晶体地外形不完全一样，但却有共同地特点.各相应晶面间地夹角恒定不变，这条规律称为晶面角守恒定律，它是晶体学中重要地定律之一，是鉴别各种矿石地依据.晶体地一个基本特性是各向异性，即在各个不同地方向上具有不同地物理性质，如力学性质（硬度、弹性模量等等）、热学性质（热膨胀系数、导热系数等等）、电学性质（介电常数、电阻率等等）光学性质（吸收系数、折射率等等）.例如，外力作用在云母地结晶薄片上，沿平行于薄片地平面很容易裂开，但在薄片上裂开则非易事.岩盐则容易裂成立方体.这种易于劈裂地平面称为解理面.在云母片上涂层薄石蜡，用烧热地钢针触云母片地反面，便会以接触点为中心，逐渐化成椭圆形，说明云母在不同方向上导热系数不同.晶体地热膨胀也具各向异性，如石墨加热时沿某些方向膨胀，沿另一些方向收缩.晶体地另一基本特点是有一定地熔点，不同地晶体有它不相同地熔点.且在熔解过程中温度保持不变. 资料个人收集整理，勿做商业用途对晶体微观结构地认识是随生产和科学地发展而逐渐深入地.年就有人设想晶体是由原子规则排列而成地，年劳埃用射线衍射现象证实这一假设.现在已能用电子显微镜对晶体内部结构进行观察和照相，更有力地证明假想地正确性. 资料个人收集整理，勿做商业用途【非晶体】指组成它地原子或离子不是作有规律排列地固态物质.如玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料、人造丝等都是非晶体.从本质上说，非晶体是粘滞性很大地液体.解理面地存在说明晶体在不同方向上具有不同地力学性质，非晶体破碎时因各向同性而没有解理面，例如，玻璃碎片地形状就是任意地.若在玻璃上涂一薄层石蜡，用烧热地钢针触及背面，则以触点为中心，将见到熔化地石蜡成圆形.这说明导热系数相同.非晶体没有固定地熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体.具有一定地熔点是一切晶体地宏观特性，也是晶体和非晶体地主要区别. 资料个人收集整理，勿做商业用途晶体和非晶体之间是可以转化地.许多物质存在地形式，可能是晶体，也可能是非晶体.将水晶熔化后使其冷却，即成非晶体地石英玻璃，它地转化过程需要一定地条件. 资料个人收集整理，勿做商业用途。
晶体和非晶体的区别
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非晶体内部原子或分子的排列是无规律的，因 此其外形通常是不规则的，没有固定的形状。
非晶体具有各向同性
非晶体在不同方向上的物理性质基本相同，没 有明显的方向性差异。
非晶体没有固定的熔点
非晶体在加热时逐渐软化，最终变成液体，没有固定的熔点。
晶体与非晶体物理性质的对比
晶体具有规则的几何外形和非晶体没有规则的几 何外形形成了鲜明的对比。
在实际应用中，晶体和非晶体的差异也很大，如陶瓷、玻璃、塑料等材料中，非晶体材料通常具有较好 的韧性和塑性，而晶体材料则具有较高的硬度和强度。
04
物理性质
晶体物理性质
晶体具有规则的几何外形
晶体具有固定的熔点，且在熔化过程中保持固定的温度不 变。晶体还具有规则的几何外形，这是因为晶体内部原子 或分子的排列是有规律的。
等。
非晶体定义
01 非晶体是指原子、分子或离子的排列不具有长程 有序性和对称性的固体物质。
02 非晶体内部原子、分子或离子的排列是混乱无序 的，导致非晶体没有规则的几何外形。
02 非晶体的物理性质通常表现为各向同性，即在不 同方向上表现出相同的性质。
晶体与非晶体的性质比较
光学性质
晶体具有光学各向异 性，即在不同方向上 表现出不同的光学性 质；非晶体则表现为 光学各向同性。
橡胶制品
非晶体材料如天然橡胶、合成橡胶等 可用于制造各种橡胶制品，如轮胎、
鞋底等。
塑料制品
非晶体材料如聚乙烯、聚丙烯等是塑 料的主要成分，广泛用于制造各种塑 料制品。
人教版高中物理必修一晶体与非晶体
D．玻璃没有确定的熔点，也没有 规则的几何形状
3．某种固体制成的均匀薄片，将 其一个表面涂上一层很薄的石蜡， 然后用烧热的钢针去接触其反面， 发现石蜡熔化区域呈圆形．由此可 断定该薄片（ ）
A．一定是非晶体 B．一定是单晶 体
C．一定是多晶体 D．不一定是非 晶体
顶角
棱上 面上
练习二：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为____个。
练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
重点突破
熔点的解释，给晶体加热到一定温度时， 一部分微粒有足够的动能，克服微粒间的 作用力，离开平衡位置，使规则的排列被 破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的 热量全部用来破坏规则的排列，温度不发 生变化． 实验证实： 人们用X射线和电子显微镜对晶体的内部 结构进行研究后，证实了微观结构是正确 的
4．一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是 宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表沿两对称轴 O1O1′，和O2O2′，测其电阻阻值均为R，则这块样品可 能是( )
A．单晶体 B．多晶体 C．非晶体 D．金属
5．由同种物质微粒组成但空间点阵不 同的两种晶体，这两种晶体一定是： （）
2、晶体有三个特征： (1)晶体有整齐规则的几何外
形； (2)晶体有固定的熔点，在熔
化过程中，温度始终保持不变；
(3)晶体有各向异性的特点。
分类
晶体多晶体非晶体区别高中物理
晶体多晶体非晶体区别高中物理篇一：晶体、多晶体和非晶体是物理学中的重要概念，它们在物理性质、结构、形成过程等方面存在显著差异。
晶体是一类具有规则几何形态、周期性排列的固体。
晶体具有一系列良好的对称性，例如立方晶系、六方晶系、三方晶系等。
晶体的物理性质在宏观尺度上通常是稳定的，并且可以通过其结构来解释。
例如，晶体的硬度、熔点、折射率等性质都与晶体的结构密切相关。
多晶体是一类由多个晶体组成的固体。
多晶体中每个晶体的大小通常比单个晶体的小得多，并且多个晶体之间通常存在相互作用。
多晶体的物理性质通常是由多个晶体之间的相互作用决定的，因此与单个晶体的性质有所不同。
例如，多晶体的熔点、硬度、折射率等性质通常比单个晶体的要复杂得多。
非晶体是一类没有规则几何形态、无周期性排列的固体。
非晶体没有固定的熔点，因此被称为“热不稳定体”。
非晶体的结构通常是随机的，由无序的原子或分子组成。
非晶体的物理性质通常是不稳定的，会随时间的变化而变化。
例如，非晶体的折射率、硬度、弹性模量等性质与晶体和多晶体都不同。
在高中阶段，学生通常会接触到晶体、多晶体和非晶体的概念，并学习它们各自的特点。
学生还需要掌握晶体的形成过程，例如熔化、凝固、结晶等过程，以及晶体的物理性质与结构之间的关系。
篇二：晶体、多晶体和非晶体是物理学中的重要概念，它们在物质的形态、结构和性质等方面存在显著差异。
晶体是一类具有规则几何外形的物质，其分子或原子排列成一定的规则结构。
在晶体中，分子或原子按照一定的规则排列，形成固定的空间结构。
晶体具有固定的熔点、硬度、折射率等特性，可以通过人工合成或天然形成。
多晶体是一类由多个晶体组成的物质。
多晶体中，每个晶体都具有自己的几何外形和空间结构，并且它们之间可能存在一些重叠和联系。
多晶体通常是由天然矿物、陶瓷和建筑材料等天然形成的。
非晶体是一类没有固定几何外形和空间结构的物质。
非晶体中的分子或原子排列不规则，没有固定的熔点和硬度。
晶体非晶体
【思考与讨论】请学生们分析下面这些现象， 并解释产生的原因？（1）雨伞的伞面有细小 的孔，为什么水不会从孔里漏下去？
水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水 膜，水膜的表面张力使得雨水不致漏下。
（2）将分币轻轻地放在一碗水的水面上，为 什么分币会浮在水面上不沉下去？
由于表面张力使得液体表面形成一个张 紧的薄膜，当分币放置上后，使得液体 表面发生形变，产生弹力，这样受力平 衡，所以分币会浮在水面上不沉下去。
题后反思 1．晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点． 2．单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及 物理性质是各向异性还是各向同性．
2 ． ( 多选 ) 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 ( ) A． 可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶 体 B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现 其强度一样，则此薄片一定是非晶体 C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不 同，则该球体一定是单晶体
拓展二
晶体的微观结构
家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”，然而，这 种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造 成关门困难．这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下， 碰锁便开关自如如初，并且可以持续几个月之久．请你 动手试一试，并回答其中的道理．
1．(多选)2010 年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和 康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的 卓越研究． 他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕 开， 使得石墨片的厚度逐渐减小， 最终寻找到了厚度只有 0.34 nm 的石墨烯，是碳的二维结构．如图所示为石墨、 石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，
【结论】液体的性质介于气体和固体之 间，它与固体一样具有一定的体积，不 易压缩，同时，又像气体一样没有固定 的形状，具有流动性。这些性质是由它 的微观结构决定的。
晶体和非晶体
（3）晶体有固定的熔点
晶体溶化时，吸收的 热量全部用来破坏规则的排列，温度 不发生变化.
非晶体熔化时，先变软，然后变成粘滞性很大的液体， 温度不断升高.
2．利用晶体结构，可以用来解释_A__B_D__ A．晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形 B．晶体有一定的熔点，非晶体没有熔点 C．晶体的导电性能比非晶体好 D．单晶体的各向异性
多晶体与非晶体的比较
相同点
都没有规则的几何形状． 多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性
不同点： 多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点
所以固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志．
1.下列说法中正确的是（ ACD ）
A．常见的金属材料都是多晶体 B．只有非晶体才显示各向同性
常见对的，它们在一定条件下可以相互转化。
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）却 是非晶体. （4）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.
2、用晶体的微观结构解释晶体的特征
（1）晶体具有规则的几何外形 由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的，表 现在外形上具有规则的几何形状，且不同类型的晶体结构，决定了各 种晶体的不同外形. （2）解释物理性质的各向异性
C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一
定是单晶体
D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体
单晶体的某些物理性质具有各向异性 而另外某些物理性质具有各向同性
练一练
3．关于石墨与金刚石的区别，下列说法正确的是__B_D___ A．它们是由不同物质微粒组成的不同晶体 B．它们是由相同物质微粒组成的不同晶体 C．金刚石是晶体，石墨是非晶体 D．金刚石比石墨原子间作用力大，金刚石有很大的硬度
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晶体与非晶体的概念
晶体是一种有序排列的分子、原子或离子构成的固体，在三维空
间内呈现出规律的重复性结构。
而非晶体则是没有明显规律的无定形
物质，其分子、原子或离子的结构没有规律化排列。
本文将围绕晶体
与非晶体的概念，从多个方面进行分步骤阐述。
一、晶体的性质与特征
晶体是由许多具有周期性结构的“基本单元”构成。
这些基本单
元的重复排列是由晶体的晶体结构所决定的。
晶体的各项性质都与其
晶体结构密切相关，如硬度、导电性等，这些性质也具有方向性。
晶
体的晶体结构可以被划分为14种基本类型，它们被称为布拉维格格子。
由于晶体的结构规律性，使得晶体具有优异的物理化学特性，如各向
同性、透明度高等特点。
二、非晶体的性质与特征
非晶体也被称为不规则固体或玻璃状物质，因为其分子、原子或
离子有序排列的程度并不高，在三维空间内呈现出无定形的结构。
非
晶体具有各向同性和无晶体结构的特点，因此其物理性质较为均匀和
可塑性强。
例如，非晶体的硬度和力学强度相对较低，因为它的结构
是无序排列的。
另外，非晶体还具有较强的机械变形能力，并且非常
适合高频应用。
三、晶体与非晶体的区别
晶体和非晶体在结构和性质上都存在着较大的区别。
晶体是由具
有周期性结构的原子、分子或离子组成，而非晶体由于其不规则的无
定形结构，其结构中没有一定的周期性重复，因此也没有显著的“基
本单元”。
在物理性质上，晶体通常比非晶体更脆且易折断；非晶体
则比较容易塑性变形。
在光学性质上，晶体具有各向异性，能够同时
旋转偏振光线的方向；而非晶体则在各向同性下显示出单一的折射率。
总之，晶体与非晶体是两种较为基本的固态物质形态。
晶体具有
高度的有序性与规律性，使其在物理、化学、材料等领域中有着广泛
的应用；非晶体虽然结构不规则、杂乱无序，但具有各向同性、均匀性、可塑性等优良的特性，因此在锂电池、激光加工、光通信等领域中得到广泛应用。
两者的性质与应用日益深入人心，相信在未来的科技进步中必将会更为广泛地使用和发挥作用。