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）

1、第四节第四节 几类其他聚集状态的物质几类其他聚集状态的物质 氯酸钾熔化，粒子间克服了氯酸钾熔化，粒子间克服了 _的作用力；二氧化硅的作用力；二氧化硅 熔化，粒子间克服了熔化，粒子间克服了_的作用力；碘的升华，粒子的作用力；碘的升华，粒子 间克服了间克服了_的作用力。三种晶体熔点由高到低的顺的作用力。三种晶体熔点由高到低的顺 序是序是_。 下列六种晶体：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金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为_ (填序号填序号)。 在在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的中，由极性键形成的 非极性分子有

2、非极性分子有_，由非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，能形成分子晶体的物质是_，含有氢，含有氢 1 2 3 离子键离子键 共价键共价键 分子间分子间 SiO2KClO3I2 CO2 H2、CO2、HF H2 健的晶体的化学式是健的晶体的化学式是_，属于离子晶体的是，属于离子晶体的是 _，属于原子晶体的是，属于原子晶体的是_，五种物质的熔，五种物质的熔 点由高到低的顺序是点由高到低的顺序是_。 A、B、C、D为四种晶体，性质如下：为四种晶体，性质如下： A固态时能导电，能溶于盐酸；固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于能溶于CS2，不溶于水；，不溶于

3、水； C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液固态、液 态时均不导电，熔点为态时均不导电，熔点为3 500 。 试推断它们的晶体类型试推断它们的晶体类型 A._；B._；C._； D._。 4 HF (NH4)2SO4 SiC SiC(NH4)2SO4HFCO2H2 金属晶体金属晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 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

4、用途及作用。能够从物质聚集按不同类型和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，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。培养探索精神。 非晶体非晶体 (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。非晶体的内部微地规则排列。非晶体的内部微 粒的

5、排列是长程粒的排列是长程_和短程和短程_的，所以它们没有晶体的，所以它们没有晶体 结构所具有的结构所具有的_、_和和_。 (2)常见非晶体有：玻璃、石蜡、沥青。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。强，非晶态硅对光吸收系数大。 笃学笃学一一非晶体、液晶、纳米材料、等离子体非晶体、液晶、纳米材料、等离子体 1. 物质内部的微粒能否有序物质内部的微粒能否有序 无序无序有序有序 对称性对称性 各向异性各向异性自范性自范性 液晶液晶 (1)概念：在一定概念：在一定_范围内存在

6、的液体既具有液体的范围内存在的液体既具有液体的 _性，又具有像晶体那样的性，又具有像晶体那样的_。这种液体为。这种液体为 液态晶体，简称液晶。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 分子的排列沿分子的排列沿_方向呈现出有序的排列。现在，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

7、电子手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，与大规模应用。液晶显示的驱动电压低、功率小，与大规模 2 温度温度 可流动可流动各向异性各向异性 分子长轴分子长轴 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，液晶分子能够沿分子的排列密切相关。在施加电压时，液

8、晶分子能够沿 _排列，而在移去电场之后，液晶分子又排列，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。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。或图像得以显示的原因。 纳米材料纳米材料 (1)纳米：长度单位，纳米：长度单位，1 nm_。 (2)纳米材料：三维空间尺寸至少有纳米材料：三维空间尺寸至少有_处于纳米尺度的，处于纳米尺度的， 具有具有_的材料。的材料。 电场方向电场方向恢复恢复 到原来的状态到原来的状态 3 10 9m 一维一维 特定功能特定功能 (3)纳米材料的结构纳米材料的结构 纳米材料的组成：纳米材料的组成：直径为几个或几十个纳米的纳米颗

9、粒；直径为几个或几十个纳米的纳米颗粒； 纳米颗粒间的界面。纳米颗粒内部具有纳米颗粒间的界面。纳米颗粒内部具有_，界面，界面 则是则是_，因此纳米材料具有既不同于微观粒子又，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。不同于宏观物体的独特性质。 也可以这样认为，先是由原子也可以这样认为，先是由原子_成成_的原子的原子 团，再由纳米级的原子团团，再由纳米级的原子团_组成纳米材料。组成纳米材料。 (4)纳米材料的特性纳米材料的特性 由纳米量级的结构颗粒构成的纳米材料在光、声、电、磁、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

10、米量热、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。级的结构颗粒构成的材料。 晶状结构晶状结构 无序结构无序结构 有序排列有序排列 纳米级纳米级 无序排列无序排列 (5)纳米材料的用途纳米材料的用途 制造原子大小的微型机器；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；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。在化纤布料中加入少量纳米颗粒可使化纤布料防静电。 等离子体等离子体 (1)等离子体：由大量等离子体：由大量_微粒微粒(离子、电子离子、电子)和和_微粒微粒 (分子或原子分子

11、或原子)所组成的物质聚集体。所组成的物质聚集体。 (2)等离子体的形成等离子体的形成 _、_、_、_气气 体时，气体分解出原子、原子团甚至电子，从而形成了大体时，气体分解出原子、原子团甚至电子，从而形成了大 量带电微粒量带电微粒(离子、游离的电子离子、游离的电子)和中性微粒和中性微粒(分子或原子分子或原子)， 这样就形成了等离子体。这样就形成了等离子体。 4 带电带电中性中性 高温加热高温加热紫外线照射紫外线照射 X射线照射射线照射 射线照射射线照射 (3)等离子体的特点等离子体的特点 等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体 呈呈_。

12、等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体 具有很好的具有很好的_性。性。 等离子体有很高的等离子体有很高的_。 (4)等离子体的用途等离子体的用途 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。离子体束来切割金属、代替手术刀，制造等离子电视等。 准电中性准电中性 导电导电 温度和流动性温度和流动性 如何比较晶体以外的四种其他聚集状态？如何比较晶体以外的四种其他聚集状态？ 提示提示四种聚集状态的比较四种聚集状态的比较 【慎思慎思1】 纳

13、米材料为什么在声、光、电、磁、化学性质等方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？面表现出特异性能？ 提示提示组成纳米材料的晶状颗粒内部有序原子和外部无序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，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。使其表现出特异性能。 【慎思慎思2】 从内部结构来看，物质的状态可分为固态、液态、气从内部结构来看，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

14、，但能够在一定的位置上做程度不同的子难以平动和转动，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。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，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。还存在着其他聚

15、集状态。 要点一要点一 | 物质的基本聚集状态物质的基本聚集状态 晶体与非晶体的本质区别晶体与非晶体的本质区别：在固体时又分为晶体和非晶体，：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。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、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。能。 非

16、晶体与晶体的本质区别在于内部微粒在空间是否按一定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。体之外还存在准晶体。 要点二要点二 | 非晶体、液晶、纳米材料、等离子体非晶体、液晶、纳米材料、等离子体 1 液晶液晶 (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。态晶体，简称为液晶。 (2)液晶

17、的性质：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性液晶的性质：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。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

18、或图像得以显示的原因。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。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。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，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。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。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 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纳

19、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。度的、具有特定功能的材料。 3 注意注意：纳米是一种长度单位，：纳米是一种长度单位，1 nm10 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。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。物体的独特性质。 与普通的金属、陶瓷和

20、其他固体材料一样，纳米材料也是与普通的金属、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，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 数的数的50%，从而形成与晶体、非晶态均不同的一种新的结，从而形成与晶体、非晶态均不同的一种新的结 构状态。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纳米材料性质：由于纳米材料的粒子细化和界

21、面原子比例 较高，使得纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反较高，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。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。吸收材料。 从纳米材料的结构特征来看，纳米固体具有与晶

22、态、非晶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态和原子簇等不同的物理化学特性。这些特性来源于化学特性。这些特性来源于 两个方面即表面效应与体积效应。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。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 等离子体是指由大量带电微粒等离子体是指由大量带电微粒(离子、电子离子、电

23、子)和中性微粒和中性微粒(原原 子或分子子或分子)组成的物质聚集体称为物质的等离子体。因为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。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等离子体是继固体、液体、气体之后物质的第四种聚集状 态。态。 产生途径：可通过高温、紫外线、产生途径：可通过高温、紫外线、X射线和射线和射线等手段射线等手段 使气体转化为等离子体。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：在化学领域常用的产生等离子体的方法主要有

24、以下几种： (1)气体放电法气体放电法(2)光电离法和激光辐射电离光电离法和激光辐射电离(3)射线辐照法射线辐照法 (4)燃烧法燃烧法(5)冲击波法。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，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

25、属于自然界产生的等离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。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的方式可以千差万别，但产生放电的基本过程是利用外 (电电)场加速电子使之碰撞中性原子场加速电子使之碰撞中性原子(分子分子)来电离气体。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 电的分子或原子电的

26、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 分都是长程有序分都是长程有序 解析解析题中涉及几种特殊聚集状态物质的结构，根据纳米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。故材料构成可知其界面是无序结构。故D项错。项错。 答案答案D 【例例1】 关于非晶体的叙述中，错误的是关于非晶体的叙述中，错

27、误的是 ()。 A是物质的一种聚集状态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金属形成的合金也有非晶体 解析解析非晶体材料常常表现出一些优异性能，但并不能说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。所有性能都优于晶体。 答案答案C 【体验体验1】 关于液晶的叙述中，错误的是关于液晶的叙述中，错误的是 ()。 A液晶是物质的一种聚集状态液晶是物质的一种聚集状态 B液晶具有流动性液晶具有流动性 C液晶和液态是物质的同一种

28、聚集状态液晶和液态是物质的同一种聚集状态 D液晶具有各向异性液晶具有各向异性 解析解析液晶既具有流动性，也具有类似于晶体的各向异性，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。是介于液体和晶体之间的一种特殊的聚集状态。 答案答案C 【体验体验2】 纳米材料具有一些与传统材料不同的特征，具有广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，阔的应用前景。下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中， 错误的是错误的是 ()。 A三维空间尺寸必须都处于纳米尺寸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

29、是宏观微粒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是长程有序的晶状结构 解析解析纳米颗粒的三维空间尺寸只要有一维处于纳米尺度纳米颗粒的三维空间尺寸只要有一维处于纳米尺度 即可。即可。 答案答案A 【体验体验3】 如图是如图是“晶体和非晶体导热性能实验仪晶体和非晶体导热性能实验仪”(是放置云是放置云 母片或玻璃片的嵌缝，母片或玻璃片的嵌缝，为去掉尖头的为去掉尖头的15W平直电烙铁，平直电烙铁， 为实验仪的底座，为实验仪的底座，为烙铁固定架为烙铁固定架)。在云母片插入。在云母片插入 【案例案例】 处嵌缝中，蜡层朝上，蜡层的反面处嵌缝中，蜡层朝上，蜡层的反面 紧贴烙铁直头，将烙铁接通电源紧贴烙铁直头，将烙铁接通电