几类其他聚集状态的物质 教学课件

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。
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要点二
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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
3．纳米材料 纳米材料实际上是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺 度的、具有特定功能的材料。
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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。
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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
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 分子长轴方向呈现出有序的排列。现在， 分子的排列沿_________ 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
界面则是_________ 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。
有序排列 成_______ 纳米级 的原子 也可以这样认为，先是由原子_________ 无序排列 组成纳米材料。 团，再由纳米级的原子团_________
(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、
3．纳米材料
10－9m 。 (1)纳米：长度单位，1 nm＝________ 一维 处于纳米尺度 (2)纳米材料：三维空间尺寸至少有_____ 特定功能 的材料。 的，具有_________
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(3)纳米材料的结构
纳米材料的组成：①直径为几个或几十个纳米的纳米颗 晶状结构， 粒；②纳米颗粒间的界面。纳米颗粒内部具有________
应用。液晶显示的驱动电压低、功率小，与大规模
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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。
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。
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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。 等离子体 4． 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
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。
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(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 带电 微粒(离子、电子)和_____ 中性 微粒 (1)等离子体：由大量_____ (分子或原子)所组成的物质聚集体。 (2)等离子体的形成 γ射线照射 气 高温加热 、___________ 紫外线照射 、___________ X射线照射 、___________ _________ 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。
(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。
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液晶 2． (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 _______
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精要解读实验探究源自笃学一 非晶体、液晶、纳米材料、等离子体
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 ________________________ 无序和短程_____ 有序 的，所以它们没有晶体 粒的排列是长程_____ 各向异性 和_______ 自范性 。 对称性 、_________ 结构所具有的_______
SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2 。 点由高到低的顺序是____________________________ 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 金属晶体 ；B._________ 分子晶体 ；C._________ 离子晶体 ； A.__________ 原子晶体 。 D._________
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(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 准电中性 。 呈_________ ②等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体 导电 性。 具有很好的_____ 温度和流动性 。 ③等离子体有很高的______________ (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。
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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。
体之外还存在准晶体。
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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
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。
切割金属，代 由大量带电微粒和 导电性好、高 替手术刀进行 等离子体 中性微粒所组成的 温、有流动性 外科手术，制 物质聚集体 造显示器
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【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
和笔记本电脑数字或图像得以显示的原因。
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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。
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。
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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
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