3.3.1液晶、纳米材料与超分子微项目青蒿素分子的结构测定（共25张PPT） 2024-2025学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2

(课件网) 3.3.1 液晶、纳米材料与超分子 学习目标定位 1、知道物质除有三种基本的聚集状态外，还有其他聚集状态。 2、知道液晶、纳米材料和超分子的概念及结构与性质的关系。 常见物质的聚集状态 1、固态：构成物质的原子或分子由于相互作用力的约束，只能围绕各自的平衡位置做微小振动时，表现为固态。固体在一定条件下能够保持一定的体积和形状。 2、液态：当分子或原子运动得相对剧烈，使其没有固定的平衡位置，但还不至于分散远离时，表现为液态。液体在一定条件下能保持一定体积，但不能保持其形状。 3、气态：分子或原子没有固定平衡位置，而且能在空间内做自由运动，能够互相分散远离，就表现为气态。气体无固定的体积和形状。 一、液晶 1、概念：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有类似晶体的各向异性的物质。 2、结构：内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列。 3、性质：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。 一、液晶 4、用途：制造液晶显示器。液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关。液晶分子在电场的作用下，可以改变它们的排列方式。通过这种变化，液晶可以调控光线的透过和阻挡，从而呈现出不同的图像。 二、纳米材料 1、组成：由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。 2、结构：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。 3、性质：具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。 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。使得纳米材料具有极高的表面活性，原子在表面的比例大大增加，因此它们极易与其他原子结合，具有很强的化学活性。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。 例如，纳米陶瓷不仅硬度高、强度高，其韧性和可加工性也显著增强。 二、纳米材料 4、纳米材料“明星”：富勒烯、石墨烯和碳纳米管。 其中，碳纳米管因其纤维长、强度高、韧性高等特点被称为“超级纤维”。 二、纳米材料 5、形态各异的纳米材料（P116拓展视野） ①优良的金属导体在尺寸减小到几纳米时就可成为绝缘体，多数金属纳米颗粒在特定尺寸时会呈现黑色。可用于制作隐形飞机上的雷达吸波材料。 ②不同颗粒大小的纳米金在溶液中会呈现不同的颜色。可用作空气检测、肿瘤检测、靶向药物输送、基因治疗等。 ③磁流体又称磁性液体，是磁性纳米粒子的超稳定悬浮液。可用于磁性流体密封、声光仪器设备、磁性靶向药物等领域。 ④纳米机器人，化妆品防紫外线，化纤布料防静电等。 三、超分子 1、概念：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。 2、结构：内部分子之间通过非共价键结合，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。例如，DNA中两条分子链之间通过氢键的作用而组合在一起，细胞膜中的磷脂分子通过疏水端相互作用形成双层膜结构。 再如，化学家于20世纪80年代发现的一类被称为冠醚的物质能与阳离子(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，这里冠醚与金属离子的聚集体可以看成是一类超分子。如下图所示： 三、超分子 3、应用 ①作有机反应中的催化剂：由于冠醚与金属阳离子的作用，可以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。 ②引发化学家进一步关注分子之间通过空间结构和作用力的协同所产生的某种选择性，从而实现分子识别、分子组装，促进了超分子化学研究的发展。 ③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 ... ...