第3章 第3节 液晶、纳米材料与超分子（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（鲁科版）

第3节　液晶、纳米材料与超分子

[素养目标]　1.初步了解液晶、纳米材料、超分子等不同聚集状态的物质结构及特殊性质。2.初步了解这些聚集体的实际用途及作用。

知识点　液晶　纳米材料　超分子

一、液晶

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。

4．应用：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。如：

(1)碳纳米管是由石墨片卷绕而成的无缝、中空“微管”，具有纤维长、强度高、韧性高、质量轻的特点，被称为“超级纤维”，此外，还具有特殊的电学、热学、光学和储氢等方面的应用。

(2)利用纳米材料合成的纳米机器，可用于消灭传染性微生物、逐个杀死癌细胞、清除

血液中的血小板、修复受损细胞、吞噬有害物质、制造原子大小的超级计算机等。

(3)向化妆品中加入纳米颗粒可使化妆品具备防紫外线功能；在化纤布料中加入少量纳米颗粒可使化纤布料防静电。

三、超分子

1．定义

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，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子，称为超分子。

2．作用力

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。

3．示例——冠醚及作用

冠醚能与阳离子(尤其是碱金属阳离子)作用，随环的大小不同而与不同的金属离子作用，将金属阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，成为有机反应的催化剂。

4．超分子研究的重要作用

通过超分子化学的研究，模拟生物系统，进行分子的识别、设计和组装，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，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。

1．纳米材料属于晶体还是胶体？

提示：纳米材料既不属于晶体也不属于胶体。

2．液晶是晶体吗？

提示：不是。液晶是不同于晶体的一类物质的聚集状态，它既具有液体的可流动性又具有晶体的各向异性。

3．超分子就是相对分子质量很大的分子吗？为什么？

提示：不是，因为超分子是两个或多个分子相互“组合”的聚集体，不是单个分子，相对分子质量也不一定很大，如冠醚。

1．液晶是物质的一种聚集状态，而不属于晶体，但由于其内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，而表现出与晶体类似的各向异性，同时也呈液态具有流动性。

2．虽说纳米颗粒内部呈晶状结构，但颗粒界面则呈无序结构，故纳米材料不是晶体；

纳米材料是由纳米颗粒构成，而胶体是纳米颗粒的分散系，故纳米材料不是胶体。

3．超分子不是一种分子，而是多个分子通过非共价键作用结合而成的一种分子聚集体，属于混合物，由于多个分子的协同作用而表现出一定的性能而具有重要的应用。

1．下列不能看作超分子的是(　　)

A．两个DNA分子链通过氢键结合在一起

B．细胞膜中的磷脂分子的双层膜结构

C．冠醚与金属离子的聚集体

D．所有以氢键结合在一起的分子

答案　D

2．下列有关液晶的叙述不正确的是(　　)

A．具有液体的流动性和晶体的各向异性

B．可用来制造液晶显示器

C．不是物质的一种聚集状态

D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响

解析　在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，A正确；液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，B、D正确；液晶是物质的一种聚集状态，C错误。

答案　C

3．关于纳米材料，下列说法正确的是(　　)

①纳米是长度单位

②将材料制成纳米尺度可提高材料的磁性

③将材料制成纳米尺度可大大提高材料的强度和硬度

④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞

⑤纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘

A．②③④　　　　　　 B．①②③④

C．②③④⑤   D．①②③④⑤

解析　纳米是长度单位；将材料制成纳米尺度可提高材料的磁性、强度和硬度等；科学家有望通过纳米技术制造出纳米机器人，进入人体杀死癌细胞；用纳米材料能够制作高贮存密度的量子磁盘。

答案　D