2017-2018学年高中化学 3.4几类其他聚集状态的物质课件 鲁科版选修3(共28张PPT)-P

【例1】► 下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 ( )。
A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带 电的分子或原子
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的 C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有
各向异性 D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部
分都是长程有序 解析 题中涉及几种特殊聚集状态物质的结构，根据纳米 材料构成可知其界面是无序结构。故D项错。 答案 D
要点二 | 非晶体、液晶、纳米材料、等离子体
1．晶体与非晶体的本质区别：在固体时又分为晶体和非晶体， 它们的最大区别在于物质内部的微粒能否有序地规则排列。 玻璃、石蜡、沥青等非晶体物质内部微粒的排列则是长程 无序和短程有序，所以它们没有晶体结构所具有的对称性、 各向异性和自范性。非晶体材料常常表现出一些优异的性 能。 非晶体与晶体的本质区别在于内部微粒在空间是否按一定 规律做周期性重复排列，但是要了解固体除了晶体和非晶 体之外还存在准晶体。
纳米材料性质：由于纳米材料的粒子细化和界面原子比例 较高，使得纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反 应等方面完全不同于由微米级或毫米级的结构颗粒构成的 材料。 例如，纳米陶瓷有极高的硬度，并在低温下显示出良好的 延展性；纳米金属则成为绝缘体，且各种纳米金属颗粒几 乎都是黑色，据此纳米金属材料可制作隐形飞机上的雷达 吸收材料。 从纳米材料的结构特征来看，纳米固体具有与晶态、非晶 态和原子簇等不同的物理——化学特性。这些特性来源于 两个方面即表面效应与体积效应。
(5)纳米材料的用途 制造原子大小的微型机器； 化妆品中加入纳米颗粒可使化妆品具备防紫外线的功能； 在化纤布料中加入少量纳米颗粒可使化纤布料防静电。 4．等离子体 (1)等离子体：由大量_带__电__微粒(离子、电子)和_中__性__微粒 (分子或原子)所组成的物质聚集体。 (2)等离子体的形成 _高__温__加__热__、_紫__外__线__照__射__、_X__射__线__照__射__、_γ_射__线__照__射___气 体时，气体分解出原子、原子团甚至电子，从而形成了大 量带电微粒(离子、游离的电子)和中性微粒(分子或原子)， 这样就形成了等离子体。
3．在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的 非极性分子有_C__O_2_，由非极性键形成的非极性分子有 _H__2_，能形成分子晶体的物质是_H__2、__C__O_2_、__H__F，含有氢
健的晶体的化学式是__H_F_，属于离子晶体的是 _(_N__H_4_)2_S_O__4__，属于原子晶体的是__S_iC__，五种物质的熔 点由高到低的顺序是__S_iC__>_(_N_H__4)_2_S_O_4_>_H__F_>_C__O_2_>_H_2__。 4．A、B、C、D为四种晶体，性质如下： A固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于CS2，不溶于水； C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液 态时均不导电，熔点为3 500 ℃。 试推断它们的晶体类型 A._金__属__晶__体___；B._分__子__晶__体__；C._离__子__晶__体__； D._原__子__晶__体__。
注意：纳米是一种长度单位，1 nm＝10－9 m 纳米材料结构：纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗 粒和颗粒间的界面两部分组成。 纳米颗粒是长程有序的晶体结构，界面则是既不长程有序 也不短程有序的无序结构，因此纳米材料具有不同于宏观 物体的独特性质。 与普通的金属、陶瓷和其他固体材料一样，纳米材料也是 由原子组成，只不过这些原子排列成了纳米量级的原子团， 成为组成纳米材料的结构粒子。通常组成纳米材料的晶体 颗粒内部的有序原子与晶类界面的无序原子各约占原子总 数的50%，从而形成与晶体、非晶态均不同的一种新的结 构状态。
从内部结构来看，物质的状态可分为固态、液态、气 态三种聚集态。对于固态物质，原子或分子相距相近，分 子难以平动和转动，但能够在一定的位置上做程度不同的 振动；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力 也较强，分子的转动明显活跃，平动也有所增加，使之表 现出明显的流动性：至于气态物质，分子间距离大，分子 运动速度快，体系处于高度无序状态。 研究表明，物质除了有固、液、气三种基本聚集状态外， 还存在着其他聚集状态。
(3)等离子体的特点 ①等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体 呈_准__电__中__性__。 ②等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体 具有很好的_导__电__性。 ③等离子体有很高的__温__度__和__流__动__性__。 (4)等离子体的用途 现在人们已经掌握利用电场和磁场来控制等离子体，用等 离子体束来切割金属、代替手术刀，制造等离子电视等。
集成电路、微型电池和其他微型电子元件相匹配，有力地 促进了信息技术的发展。液晶的显示功能与液晶材料内部 分子的排列密切相关。在施加电压时，液晶分子能够沿 _电__场__方__向__排列，而在移去电场之后，液晶分子又_恢__复__ _到__原__来__的__状__态___。这就是电子手表和笔记本电脑上的数字 或图像得以显示的原因。 3．纳米材料 (1)纳米：长度单位，1 nm＝_1_0_－_9_m___。 (2)纳米材料：三维空间尺寸至少有_一__维__处于纳米尺度的， 具有_____特__定__功的能材料。
初步了解非晶体、液晶、等离子体、纳米尺度聚集体等不 同物质聚集态的结构特征及特殊性质，初步了解这些聚集 体具有的实际用途及作用。能够从物质聚集按不同类型和 不同聚集程度来区分物质。通过了解人类对不同聚集状态 物质的认识过程及现今化学技术的发展，激发学习兴趣， 培养探索精神。
笃学一 非晶体、液晶、纳米材料、等离子体
1．氯酸钾熔化，粒子间克服了 _离__子__键__的作用力；二氧化硅 熔化，粒子间克服了_共__价__键__的作用力；碘的升华，粒子 间克服了_分__子__间__的作用力。三种晶体熔点由高到低的顺 序是_S_iO__2_>_K_C__lO__3_>_I2_。
2．下列六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2， ⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为_①__⑤__③__②__④__⑥___ (填序号)。
2．液晶 (1)概念：在一定__温__度__范围内存在的液体既具有液体的 _可__流__动__性，又具有像晶体那样的_各__向__异__性__。这种液体为 液态晶体，简称液晶。 (2)性质及应用：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性 质方面之所以表现出类似晶体的各向异性，是因为其内部 分子的排列沿__分__子__长__轴_方向呈现出有序的排列。现在， 所发现的天然的或人工合成的液晶材料已经有几千种，液 晶最重要的用途是制造液晶显示器，这种显示器在电子手 表、计算器、数字仪表、计算机显示器等器材中得到广泛 应用。液晶显示的驱动电压低、功率小，与大规模
【慎思1】 如何比较晶体以外的四种其他聚集状态？ 提示 四种聚集状态的比较
【慎思2】 纳米材料为什么在声、光、电、磁、化学性质等方 面表现出特异性能？ 提示 组成纳米材料的晶状颗粒内部有序原子和外部无序 原子各占百分之五十，界面原子比例高，加之粒子的细化， 使其表现出特异性能。
要点一 | 物质的基本聚集状态
2．液晶 (1)液晶定义：在一定温度范围内存在的液体既具有液体 的可流动性，又具有像晶体那样的各向异性，这种液体为 液态晶体，简称为液晶。 (2)液晶的性质：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观 性质方面之所以表现出类似晶体的各向异性，是因为内部 分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列。 液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关。在 施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电 场之后，液晶分子又恢复到原来的状态。这就是电子手表 和笔记本电脑数字或图像得以显示的原因。
错误的是
( )。
A．三维空间尺寸必须都处于纳米尺寸
B．既不是微观粒子也不是宏观微粒
C．是原子排列成的纳米数量级原子团
D．是长程有序的晶状结构
解析 纳米颗粒的三维空间尺寸只要有一维处于纳米尺度
即可。
答案 A
【案例】 如图是“晶体和非晶体导热性能实验仪”(①是放置云 母片或玻璃片的嵌缝，②为去掉尖头的15W平直电烙铁， ③为实验仪的底座，④为烙铁固定架)。在云母片插入① 处嵌缝中，蜡层朝上，蜡层的反面 紧贴烙铁直头，将烙铁接通电源30 s后断电，云母片蜡层上形成透明 椭圆蜡斑；接着取下云母片，换上玻璃片，经过同样的操 作程序，玻璃片上蜡层形成透明圆形蜡斑。 请你对上述实验现象做出合理的解释。
1. 非晶体 (1)非晶体：物质内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的 分布状态的固体称非晶体。晶体和非晶体的最大区别在于 _物__质__内__部__的__微__粒__能__否__有__序___地规则排列。非晶体的内部微 粒的排列是长程_无__序__和短程_有__序__的，所以它们没有晶体 结构所具有的_对__称__性__、_各__向__异__性__和_自__范__性__。 (2)常见非晶体有：玻璃、石蜡、沥青。 (3)非晶体特性：某些非晶态合金强度和硬度高，耐腐蚀 性强，非晶态硅对光吸收系数大。
在化学领域常用的产生等离子体的方法主要有以下几种： (1)气体放电法(2)光电离法和激光辐射电离(3)射线辐照法 (4)燃烧法(5)冲击波法。 特性：等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离 子体有很好的导电性，加之有很高的温度和流动性，所以 等离子体用途十分广泛。产生等离子体的方法和途径多种 多样，涉及许多微观过程、物理效应和实验方法。其中， 宇宙天体及地球上层大气的电离层属于自然界产生的等离 子体。 气体放电是产生等离子体的一种常见形式，气体放电实现 的方式可以千差万别，但产生放电的基本过程是利用外 (电)场加速电子使之碰撞中性原子(分子)来电离气体。
【体验1】► 关于非晶体的叙述中，错误的是
( )。
A．是物质的一种聚集状态
B．内部微粒的排列是长程无序和短程有序的
C．非晶体材料的所有性能都优于晶体材料
D．金属形成的合金也有非晶体
解析 非晶体材料常常表现出一些优异性能，但并不能说
所有性能都优于晶体。
答案 C
【体验2】► 关于液晶的叙述中，错误的是
( )。
A．液晶是物质的一种聚集状态
B．液晶具有流动性
C．液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D．液晶具有各向异性
解析 液晶既具有流动性，也具有类似于晶体的各向异性，
是介于液体和晶体之间的一种特殊的聚集状态。
答案 C
【体验3】► 纳米材料具有一些与传统材料不同的特征，具有广
阔的应用前景。下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中，
纳米材料既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏 观的物质的特殊性能构成的材料。如果仅仅是尺度达到纳 米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。 4．等离子体 等离子体是指由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原 子或分子)组成的物质聚集体称为物质的等离子体。因为 等离子体中正、负电荷大致相等，总体来看等离子体呈准 电中性。 等离子体是继固体、液体、气体之后物质的第四种聚集状 态。 产生途径：可通过高温、紫外线、X射线和γ射线等手段 使气体转化为等离子体。
液晶可分为近晶型液晶、向列型液晶、胆甾型液晶。 近晶型液晶的分子排列比较整齐，近似于晶体，这种液晶 黏度较大，流动性较差。 向列型液晶的分子作交错平行排列，这种液晶黏度较低， 流动性较好。 胆甾型液晶分子也作层状，但是与前两者有所不同。 3．纳米材料 纳米材料实际上是指三维空结构 纳米材料的组成：①直径为几个或几十个纳米的纳米颗粒； ②纳米颗粒间的界面。纳米颗粒内部具有_____晶__状_，结界构面 则是_____无__序__结，构因此纳米材料具有既不同于微观粒子又 不同于宏观物体的独特性质。 也可以这样认为，先是由原子_有__序__排__列__成_纳__米__级__的原子 团，再由纳米级的原子团_无__序__排__列__组成纳米材料。 (4)纳米材料的特性 由纳米量级的结构颗粒构成的纳米材料在光、声、电、磁、 热、力、化学反应等方面完全不同于由微米量级或毫米量 级的结构颗粒构成的材料。