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.ppt

第四节几类其他聚集状态的物质 氯酸钾熔化 粒子间克服了 的作用力 二氧化硅熔化 粒子间克服了 的作用力 碘的升华 粒子间克服了 的作用力 三种晶体熔点由高到低的顺序是 下列六种晶体 co2 nacl na si cs2 金刚石 它们的熔点从低到高的顺序为 填序号 在h2 nh4 2so4 sic co2 hf中 由极性键形成的非极性分子有 由非极性键形成的非极性分子有 能形成分子晶体的物质是 含有氢 1 2 3 离子键 共价键 分子间 sio2 kclo3 i2 co2 h2 co2 hf h2 健的晶体的化学式是 属于离子晶体的是 属于原子晶体的是 五种物质的熔点由高到低的顺序是 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3500 试推断它们的晶体类型a b c d 4 hf nh4 2so4 sic sic nh4 2so4 hf co2 h2 金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体 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 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 地规则排列 非晶体的内部微粒的排列是长程 和短程 的 所以它们没有晶体结构所具有的 和 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 笃学一非晶体 液晶 纳米材料 等离子体 1 物质内部的微粒能否有序 无序 有序 对称性 各向异性 自范性 液晶 1 概念 在一定 范围内存在的液体既具有液体的 性 又具有像晶体那样的 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 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 2 温度 可流动 各向异性 分子长轴 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 排列 而在移去电场之后 液晶分子又 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 纳米材料 1 纳米 长度单位 1nm 2 纳米材料 三维空间尺寸至少有 处于纳米尺度的 具有 的材料 电场方向 恢复 到原来的状态 3 10 9m 一维 特定功能 3 纳米材料的结构纳米材料的组成 直径为几个或几十个纳米的纳米颗粒 纳米颗粒间的界面 纳米颗粒内部具有 界面则是 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 成 的原子团 再由纳米级的原子团 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 晶状结构 无序结构 有序排列 纳米级 无序排列 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 等离子体 1 等离子体 由大量 微粒 离子 电子 和 微粒 分子或原子 所组成的物质聚集体 2 等离子体的形成 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 4 带电 中性 高温加热 紫外线照射 x射线照射 射线照射 3 等离子体的特点 等离子体中正 负电荷数大致相等 总体来看等离子体呈 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 性 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 准电中性 导电 温度和流动性 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1 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 慎思2 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 要点一 物质的基本聚集状态 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 要点二 非晶体 液晶 纳米材料 等离子体 1 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 2 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 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 3 注意 纳米是一种长度单位 1nm 10 9m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 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 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 射线等手段使气体转化为等离子体 4 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 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 例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1 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2 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 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 体验3 如图是 晶体和非晶体导热性能实验仪 是放置云母片或玻璃片的嵌缝 为去掉尖头的15w平直电烙铁 为实验仪的底座 为烙铁固定架 在云母片插入 案例 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30s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 解析由实验探究物质性质的差异应遵循以下思路 分析实验现象得出物质性质的差别 由云母片实验时形成椭圆蜡斑 玻璃片形成圆形蜡斑可以推断云母片在不同的方向上导热性能不同 从而说明表现出各向异性 由玻璃片在各个方向上导热性能相同 从而说明表现出各向同性 从结构上分析物质性质存在差异的原因 云母片和玻璃片性质上存