第3章　第3节　液晶、纳米材料与超分子 ppt课件 -（2019）新鲁科版高中化学选择性必修二.pptx

1、-1-第3节液晶、纳米材料与超分子-2-1.知道物质除有三种基本的聚集状态外,还有液晶、纳米材料、超分子等其他聚集状态。通过认识不同状态物质的重要应用,认识化学技术与社会之间的相互关系,感知科学态度与社会责任的化学核心素养。2.知道液晶、纳米材料和超分子的结构与性质的关系。探析物质结构对性质的影响,形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。-3-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断1.晶体与非晶体的最大区别在于物质内部的微粒能否按一定规律做周期性重复排列。2.非晶体的定义是微粒无周期性重复排列的固体物质。-4-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断一、液晶 定义在一定的温度范围内既具有液体的可流

2、动性,在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面又表示出类似晶体的各向异性的物质结构特点液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列,由此在分子长轴的平行方向和垂直方向表现出不同的性质-5-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断【微思考】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;而在移去电场后,液晶分子又恢复到原来的状态。由此,在存在或撤去电场的两种不同条件下,材料的旋光性能发生变化,所以液晶具有显示功能。-6-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断二、纳米材料纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组

3、成。通常,纳米颗粒内部具有晶状结构,原子排列有序;而界面则为无序结构。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。正是由于纳米材料的颗粒很小和处于界面的原子所占比例较高,使得纳米材料在光学、声学、电学、磁学、热学、力学、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。富勒烯(C60等球碳)、石墨烯(单层石墨片)和碳纳米管是纳米材料中的“明星”,因其独特性能而具有广阔的应用前景,而且它们的发现与制备过程也妙趣横生。-7-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断三、超分子1.定义若两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体,能表现出不同于单个分

4、子的性质,可以把这种聚集体看成是分子层次之上的分子,称为超分子。2.结构特点超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。-8-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。1.纳米是一种非晶体。()2.纳米材料具有丁达尔效应。()3.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。()4.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分中原子都排列有序。()答案:1.2.3.4.-9-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测物质的其他聚集状态比较物质的其他聚集状态比较问题探究为什么冠醚是有

5、机反应中很好的催化剂?提示:由于冠醚能与阳离子(尤其是碱金属阳离子)作用,并且随环的大小不同而与不同的金属离子作用,将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂,因而成为有机反应中很好的催化剂。-10-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测深化拓展 聚集状态液晶纳米材料 超分子重要应用计算机显示器、电子手表、计算器、数字仪表、电视显示屏化妆品、涂料、食品、化纤布料、隐形飞机、微型机器通过对超分子化学的研究,人们可以模拟生物系统,在分子水平上进行分子设计,有序组装甚至复制出一些新型的分子材料,如具有分子识别能力的高效专业的新型催化剂,有效的新型药物,集成度高、体积小、功能强的分子器件(分子导线、分子开关、

6、分子信息存储元件等),生物传感器以及很多具有光、电、磁、声、热等特性的功能材料等-11-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测素能应用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.同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质B.超分子内部分子可以通过非共价键结合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-12-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测答案:A解析:同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体在性质上具有很大差别,如金的熔点为1 064 ,但2 nm尺寸金的熔点仅为327 左右,A项错误;超分子内部分子可

7、以通过非共价键结合,如氢键、静电作用等,B项正确;液晶内部分子沿分子长轴方向呈现出有序排列,使液晶在折射率、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,C项正确;由纳米材料的定义知,D项正确。-13-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测变式训练1关于液晶,下列说法中正确的有()A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的性质与温度变化无关D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案:D解析:本题考查液晶的结构和性质。液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向的排列比较整齐,且具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A、B错误;外界条件的微小变

8、化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,选项C错误,选项D正确。-14-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测变式训练2纳米材料是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1100 nm的超细粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效应和体积效应,使其常有奇特的光、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

9、,表面活性高答案:A-15-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测-16-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测1.(2020山东德州一中高二检测)我国科学家制得了SiO2超分子纳米管,微观结构如图所示。下列叙述正确的是()A.SiO2与干冰的晶体结构相似B.SiO2耐腐蚀,不与任何酸反应C.工业上用SiO2制备粗硅D.光纤主要成分是SiO2,具有导电性答案:C解析:SiO2是共价晶体,而干冰是分子晶体,二者结构不相似,故A错误;SiO2耐腐蚀,但可与氢氟酸反应,故B错误;工业上用SiO2与焦炭反应生成一氧化碳和粗硅,故C正确;光纤主要成分是SiO2,晶体硅具有导电性,而二氧化硅不导电,故D错误。-1

10、7-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测2.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、压力和电场的影响答案:C解析:液晶是物质的一种聚集状态,故C选项错误。-18-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测3.我国科学家成功合成了3 nm长的管状定向碳纳米管。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的 )、熔点高、化学性质稳定性好的特点,因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是()A.它是制造飞机的理想材料B.它的主要组成元素是碳C.它的抗腐蚀能力强D.碳纤维复合材料为高分子化合物答案:D-19-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测4.下列关于各向异性的描述正确的是()A.各向异性是指非晶体没有规则的几何形状B.各向异性是指非晶体的物理性质与方向的关系C.各向异性是指非晶体的内部结构与方向有关D.各向异性是指晶体的物理性质与方向的关系答案:D解析:各向异性指晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质。