第3章 第3节 液晶、纳米材料与超分子(课件PPT)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修2（鲁科版2019 SHD版）

第3节|液晶、纳米材料与超分子   (一)液晶 定义 在一定的温度范围内既具有液体的_______ 性，又表现出类似晶体的 性的物质称为液晶 [微点拨] 液晶出现特殊性质的原因是液晶内部分子的排列长轴有序。 性质 液晶在 、 、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 的排列 可流动 各向异 折射率 磁化率 有序 (二)纳米材料 组成 由直径为 的颗粒和颗粒间的界面两部分组成 [微点拨] 富勒烯(C60等球碳)、石墨烯(单层石墨片)和碳纳米管都是纳米材料。 特点 纳米颗粒内部具有 ，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 用途 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 几或几十纳米 晶状结构 (三)超分子 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，能表现出不同于单个分子的性质 [微点拨] 由于冠醚能与阳离子作用，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。 组成 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 特点 能表现出不同于单个分子的性质，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子 应用 ①冠醚识别阳离子；②分子梭的转化；③分子组装 [新知探究] 三种聚集状态的比较 [分析与推测能力] [情境质疑] 液晶和碳纳米管是常用的功能材料 1．你知道显示屏上的图像是用什么方法显示出来的吗？ 提示：液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列有关，施加电压时，液晶分子能够沿电场方向有序排列，而移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态。 2．纳米材料为什么在光、电、磁、化学反应等方面表现出特异功能？ 提示：组成纳米材料的晶状颗粒的内部有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50%，界面原子比例高，加之粒子的细化，使其表现出特异功能。 [生成认知] 聚集状态 液晶 纳米材料 超分子 概念 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 两个或者多个分子相互“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子的性质 特征 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 颗粒很小、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 能表现不同于单个分子的性质，可看成分子层次之上的分子 重要应用 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 模拟生物系统，在分子水平上进行分子设计，有序组装，甚至复制出新型的分子材料 续表 [跟踪训练] 1．下列说法不正确的是 (　 ) A．液晶具有类似晶体的各向异性和液体的可流动性 B．蛋白质的变性和纳米银离子的聚集都是化学变化 C．常压下，0 ℃时冰的密度比水的密度小，水在4 ℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 D．冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子 解析：蛋白质的变性属于化学变化，纳米银离子的聚集属于物理变化，故B不正确。 答案：B　 2．纳米是长度单位，1 nm等于1×10－9 m，物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。如将单质铜制成“纳米铜”时，“纳米铜”具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是 (　 ) A．常温下，“纳米铜”比铜片的金属性强 B．常温下，“纳米铜”比铜片更易失电子 C．常温下，“纳米铜”与铜片的还原性相同 D．常温下，“纳米铜”比铜片的氧化性强 解析： “纳米铜”能在空气中燃烧，是因为“纳米铜”的表面积大，但铜片和“纳米铜”均为铜单质，故化学性质相同。 答案：C　 3．下列关于物质特殊聚集状态的叙述中，错误的是 (　 ) A．冠醚与金属离子的聚集体属于超分子 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，两部分的排列都是长程有序 解析：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成。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构，界面则是无序结构，因此纳米