第四节物质的其他聚集状态

第四节 物质的其他聚集状态 精彩图文导入 利用纳米技术，将普通的物质材料重新构筑成纳米级的材料后，它的物理，化学性能便会发生极大的改变。如金属铜，具有一定的可塑性和硬度，但如果将其制成纳米级的材料后，铜就会发生超塑性变形（如上图） 金属铜加工成纳米材料为什么会具有了超塑性？ 纳米材料和我们前面学习晶体有和不同？带着问题我们来学习物质的其他聚集状态。 高手支招之一：细品教材 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，还存在着其他聚集状态。 一、非晶体 1.晶体与非晶体的本质区别：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。 晶体之所以有规则的几何外形，因为其内部的微粒在空间按一定的规律周期性重复排列而表现出长程有序，就是说如果把晶体中任意一个微粒沿某个方向平移一定距离，必能找到一个同样的微粒。 而玻璃、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、各项异性和自范性。非晶体材料常常表现出一些优异的性能。 例1.关于非晶体的叙述中，错误的是（ ） A、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 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 二、液晶 1.液晶定义：在一定温度范围内存在的液体即具有液体的可流动性，又具有像晶体那样的各项异性，这种液体为液态晶体，简称为液晶。 2.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。这就是电子手表和笔记本电脑数字或图像得以显示的原因。 例2.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 B、液晶具有流动性 C、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 解析：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。 答案：C 三、纳米材料 1.定义：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，因此纳米材料宏观物体的独特性质。 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，成为组成纳米材料的结构粒子。通常组成纳米材料的晶状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50%，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。 3.性质：由于纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高，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 ... ...