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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．了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的应用。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一非晶体1．概念：内部原子或分子的排列呈的分布状态的固体。2．非晶体和晶体的区别晶体非晶体内部微粒排列长程和短程有序性质有对称性、各向异性、自范性对称性、各向异性、自范性3.某些非晶体的优异性能(1)某些非晶态合金的强度大、硬度高、好。(2)非晶态硅对阳光的比单晶硅大得多。杂乱无章有序长程无序无耐腐蚀性吸收系数知识点二液晶1．定义：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的的物质。2．结构特点液晶内部分子的排列沿分子呈现出有序的排列，使液晶在、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性。各向异性长轴方向折射率[自我诊断]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。知识点三纳米材料1．定义：三维空间尺寸至少有处于纳米(1nm＝10－9m)尺度的、具有特定功能的材料。2．结构特点(1)纳米材料由纳米颗粒和两部分组成。纳米颗粒内部具有，界面则为无序结构。(2)组成微粒为原子排列成纳米量级的。一维颗粒间的界面晶状结构原子团[自我诊断]下列关于纳米材料的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级B．既不是微观粒子，也不是宏观物体C．是原子排列成的纳米量级原子团D．纳米颗粒内部具有晶状结构解析：纳米材料构成微粒的三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度。答案：A知识点四等离子体1．定义：由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒()所组成的物质聚集体。2．组成特点(1)等离子体中正、负电荷数大致相等，总体上等离子体呈。(2)等离子体中的微粒带有电荷且能，使等离子体具有很好的。原子或分子准电中性自由运动导电性3．形成过程及形成条件(1)形成过程随着温度的升高，构成物质的原子或分子的加剧，分子或原子间相互碰撞不仅可能使分子分解为原子或原子团，甚至会把它们中的撞击出来，使物质含有大量的。(2)形成条件高温、紫外线、X射线、γ射线照射气体等。热运动电子带电微粒[自我诊断]有关等离子体的叙述，不正确的是()A．等离子体是物质的另一种聚集状态B．等离子体是很好的导体C．水可能形成等离子体状态D．等离子体中既有阴离子，又有阳离子解析：等离子体中存在的离子是原子或原子团中的电子被撞击出来形成的阳离子，所以等离子体中不存在阴离子。答案：D要点物质的四种其他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，又具有晶体的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聚集状态非晶体液晶纳米材料等离子体特征某些非晶态合金的强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对阳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、功率小微粒细化、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[温馨提示]物质的聚集状态不仅只有固态、液态和气态三种状态，还有以上四种等其他特殊的聚集状态。[典例]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][答案]D等离子体、液晶、纳米材料的典型性质比较(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，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。关于非晶体的叙述错误的是()A．橡胶、玻璃属于非晶体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[随堂训练]1．从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体本质区别的叙述中，正确的是()A．是否具有规则的几何外形的固体B．是否具有固定组成的物质C．是否具有美观对称的外形D．内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列解析：有规则几何外形或美观对称外形的固体不一定都是晶体，如玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观；具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成；晶体和非晶体的本质区别在于其微观结构不同。答案：D2．有关液晶的叙述，不正确的是()A．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性B．液晶最重要的用途是制造液晶显示器C．液晶不是物质的一种聚集状态D．液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响解析：从液晶的结构特征看，液晶具有晶体的某些性质，如各向异性。在电场作用下，液晶分子能够沿电场方向排列，这也是制造液晶显示器的依据。液晶是介于液态和固态之间的一种聚集状态。答案：C3．下列关于等离子体的叙述正确的是()A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电C．等离子体通过电场时，所有微粒的运动方向都发生改变D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应解析：除高温加热外，用X射线、紫外线和γ射线来照射气体，也可以使气体转变为等离子体，B错误。等离子体中也存在中性微粒，通过电场时运动方向不发生改变，C错误。等离子体性质活泼，可发生在一般条件下无法进行的化学反应，D错误。答案：A4．下列几种聚集状态中，一定不具有导电功能的是()A．等离子体B．晶体C．液晶D．金属纳米颗粒解析：等离子体、液晶都能导电，有些晶体具有导电功能，金属纳米颗粒不具有导电性。答案：D5．下列说法符合科学性的是()A．我厂生产的食盐对人体有益，它是纳米材料，易吸收、易消化B．我厂生产的食盐，处于液晶状态，是你日常生活中不可缺少的物质，它是非常纯净的非晶体C．金的常规熔点是1064℃，而制成2nm尺寸的金的熔点只有327℃左右，所以纳米金属是分子晶体D．液晶在一定的温度范围内既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，可用于制造显示器解析：A、B是错误的，食盐易溶于水，溶解前处于什么状态与溶解、吸收无多大关系，只是溶解的快慢问题，食盐通常处于晶体状态，不是处于液晶状态。纳米材料不同于一般的晶体、非晶体，所以C也是错误的。答案：D6．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是()A．物质只有气、液、固三种聚集状态B．气态是高度无序的体系存在状态C．固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相对运动较弱D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性解析：物质的聚集状态除了气、液、固三态外，还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等；物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序自由运动状态；对于固态物质，原子或分子相距很近，分子难以自由运动，但能够在一定的位置上做不同程度的振动；对液态物质而言，分子间距离比固态中的大一些，分子间作用力也比固态中的小一些，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。答案：A7．水除了气态、液态、固态以外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到160K时形成的，无固定的形状，不存在晶体结构，且密度与液态水相同。以下关于玻璃态水的叙述中正确的是()A．水由液态变为玻璃态，体积缩小B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀C．水的玻璃态是一种特殊状态D．玻璃态水是分子晶体解析：由题给信息知“玻璃态水的密度与液态水相同”，表明水由液态变为玻璃态其体积不变，故A、B错误。此外，“玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构”，故D错误。答案：C8．当物质达到纳米尺度(约1～100nm)这个范围内，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。如果仅仅是尺度达到纳米量级，但是没有特殊性能的材料，也不能叫做纳米材料。一个导电性、导热性很好的铜、银导体在形成纳米材料后，就会失去原来的性质，不导电、不导热，从而失去金属光泽。针对以上叙述回答：(1)纳米是________单位；(2)物质变成纳米材料后，性质会________；(3)金属晶体具有导电性是因为______________________________________，形成纳米材料后其导电性、导热性会________；(4)纳米量级的物质是否一定为纳米材料？________，理由是__________________。解析：正确理解纳米材料的性能。答案：(1)长度(2)发生突变(3)晶体中存在自由电子失去(4)不一定纳米材料必须具备特殊性能9．(1)等离子体：由大量带电微粒(离子、电子)和________所组成的物质聚集体称为等离子体。因为等离子体中正、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________，加之有很高的温度和流动性，所以等离子体用途十分广泛。(2)使气体转变为等离子体的条件：除高温外，用______、________和________来照射气体，都可以使气体转变为等离子体。答案：(1)中性微粒(原子或分子)准电中性导电性(2)紫外线X射线γ射线