2022-2022学年高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第4节几类其他聚集状态的物质学案鲁科版选修.doc

*第4节　几类其他聚集状态的物质

1．了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的结构特征及特殊性质。
2．了解上述其他聚集状态物质的实际用途和应用。(难点)

非 晶 体 和 液 晶
[基础·初探]
教材整理1　非晶体
1．定义
内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如：橡胶、玻璃、石蜡、沥青等。
2．与晶体的区别
最大区别：物质内部的微粒能否有序地规则排列。
(1)晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出长程有序。
(2)非晶体的内部微粒的排列则是长程无序和短程有序的。
3．非晶体的优异性能
(1)某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶态合金的高。
(2)某些非晶态合金在中性盐溶液或酸性溶液中的耐腐蚀性比不锈钢好。
(3)非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大。

为什么非晶体没有晶体所具有的对称性、各向异性和自范性？
【提示】　因为非晶体的内部微粒的排列是长程无序和短程有序。
教材整理2　液晶
1．定义
在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称液晶。
2．性质及原因
性质：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现各向异性。
原因：液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列。

为什么液晶具有显示功能？
【提示】　液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列有关，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶具有显示功能。
[题组·冲关]
1．有关非晶体的描述，不正确的是(　　)
A．非晶体和晶体均呈固态
B．非晶体内部的粒子是长程无序和短程有序
C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性
D．水晶属于非晶体
【解析】　水晶(SiO2)属于原子晶体。
【答案】　D
2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变成非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
【解析】　是否具有规则的几何外形不能作为判断晶体与非晶体的依据，如玻璃虽有规则的几何外形但却是混合物，属于非晶体，A项错误；研碎只是晶体大小发生变化，但晶体内部微粒仍为长程有序，所以晶体类型不变，同样，非晶体即便是加工成形，其内部粒子仍然是长程无序，短程有序，仍为非晶体，B项正确，C、D项错误。
【答案】　B
3．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它(　　)
A．一定是晶体 B．一定是非晶体
C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体
【解析】　晶体具有各向异性，A选项错误；固体在不同方向上的物理性质相同，该固体可能是非晶体，也可能是其他类型的聚集状态的物质，如纳米材料。综上所述，只有D选项合理。
【答案】　D
4．关于液晶的下列说法正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶是一种晶体
C．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
【答案】　C

纳 米 材 料 和 等 离 子 体
[基础·初探]
教材整理1　纳米材料
1．定义
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。
2．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。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构，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。
3．构成粒子
(1)纳米材料的结构粒子是排列成了纳米量级的原子团。
(2)通常，组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50%，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高。

纳米材料有什么特性？
【提示】　粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性。
教材整理2　等离子体
1．定义
由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。
2．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准电中性。
3．性质
等离子体具有很好的导电性，很高的温度和流动性。

如何使气体转变为等离子体？
【提示】　高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体，都可以使气体转变为等离子体。
[合作·探究]
等离子体、液晶、纳米材料典型性质探究
[探究问题]
1．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，等离子体具有很好的导电性。
2．液晶既具有液体的可流动性，又具有像晶体那样的各向异性，在折射率、磁化率、电导率等方面具有宏观物体的性质。
3．纳米材料具有良好的物理、化学性质。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。
[核心·突破]
四种聚集状态的比较
聚集状态
非晶体
液晶
纳米材料
等离子体
定义
基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的聚集状态
在一定温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态
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
由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体
特征
某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大
折射率、磁化率、电导率均表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小
粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性
导电性好、具有高温、流动性
重要应用
制作各种容器、太阳能电池
液晶显示器、电子表、计算器、数字仪表
化妆品、涂料、食品、化纤布料、隐形飞机
切割金属、代替手术刀进行外科手术、显示器
[题组·冲关]
1．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1～100 nm的超细粒子(1 nm＝10－9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
【解析】　根据纳米粒子微粒大小，判断出其分散质粒子大小刚好处在胶体分散质大小的范围内，所以纳米材料可以形成胶体。
【答案】　A
2．下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
【导学号：66240031】
A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
【解析】　纳米材料的直径在1 nm～100 nm范围内，与胶粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B不正确；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积大，因而化学反应的速率快，所以短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属微粒可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。
【答案】　B
3．高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是(　　)
A．日光灯和霓虹灯的灯管中
B．蜡烛的火焰中
C．流星的尾部
D．南极的冰山中
【解析】　高温下存在等离子体，日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星都能形成高温环境。
【答案】　D
4．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是(　　)
A．微粒带有电荷 B．高能量
C．基本构成微粒多样化 D．准电中性
【解析】　运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体具有高能量的特点。
【答案】　B