1、第四講液體的性質(zhì)液晶 目標(biāo)定位 1. 知道液體分子的排列情形.2. 知道液體分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，明白液晶的微觀結(jié)構(gòu) .3. 通過(guò)實(shí)例明白液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用.一、液體的性質(zhì)1. 具有肯定的體積，不易被壓縮.2. 宏觀物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性.3. 沒(méi)有肯定的外形，具有肯定的體積.4. 液體微觀結(jié)構(gòu)與非晶體特別類(lèi)似，非晶體可以看作粘性極大的液體，所以嚴(yán)格地說(shuō)， 只有晶體才能叫做真正的固體.5. 液體的擴(kuò)散現(xiàn)象比固體進(jìn)行得快.6. 分子的熱運(yùn)動(dòng)： 主要表現(xiàn)為在平穩(wěn)位置鄰近振動(dòng)，其特點(diǎn)是短時(shí)間的“搬遷”和比較長(zhǎng)時(shí)間的“定居”交替進(jìn)行.二、液晶1. 人們把介于晶體和液體之間的中間態(tài)叫做液

2、晶態(tài)，把處于液晶態(tài)的物質(zhì)叫做液晶.2. 液晶是一種特別的物質(zhì)，它既具有液體的流淌性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性.3. 液晶可以分為長(zhǎng)絲狀液晶和螺旋狀液晶，長(zhǎng)絲狀液晶對(duì)外界的作用很敏銳，螺旋狀液晶具有顯著的溫度效應(yīng).4. 液晶在目前最主要的應(yīng)用方向是在顯示器方面的應(yīng)用，這方面的應(yīng)用是利用了液晶的多種光學(xué)效應(yīng)，筆記本電腦的彩色顯示器也是液晶顯示器. 在某些液晶中摻入少量的多色性染料，染料分子會(huì)與液晶分子結(jié)合而定向排列，從而表現(xiàn)出光學(xué)各向異性. 某些物質(zhì)在水溶液中能夠形成薄片狀液晶，而這正是生物膜的主要構(gòu)成部分. 液晶已經(jīng)成為物理科學(xué)與生命科學(xué)的一個(gè)重要結(jié)合點(diǎn).一、液體的性質(zhì)1. 液體的微觀結(jié)

3、構(gòu)液體中的分子跟固體一樣是密集在一起的，液體分子的熱運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平穩(wěn)位置鄰近做微小的振動(dòng)， 但液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)章的排列，這種區(qū)域是臨時(shí)形成的，邊界和大小隨時(shí)轉(zhuǎn)變， 有時(shí)瓦解，有時(shí)又重新形成，液體由大量這種臨時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成，這種小區(qū)域雜亂無(wú)章地分布著.2. 液體的宏觀特性(1) 定體積：液體中的分子密集在一起，分子間距接近于r 0，相互間的束縛作用強(qiáng)，主要表現(xiàn)為在平穩(wěn)位置鄰近做微小振動(dòng)，所以液體具有肯定的體積.(2) 各向同性：液體由大量臨時(shí)形成的雜亂無(wú)章分布的小區(qū)域構(gòu)成，所以液體表現(xiàn)出各向同性.(3) 流淌性：液體分子能在平穩(wěn)位置鄰近做微小的振動(dòng)，但沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平穩(wěn)位置，

4、液體分子可以在液體中移動(dòng)，這是液體具有流淌性的緣由.(4) 擴(kuò)散特點(diǎn)：液體的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，分子在液體里的移動(dòng)比在固體中簡(jiǎn)單得多，所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快.例 1關(guān)于液體和固體，以下說(shuō)法不正確選項(xiàng)a. 液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強(qiáng)b. 液體分子同固體分子一樣，也是密集在一起的c.液體分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平穩(wěn)位置d.液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快答案a解析液體具有肯定的體積，是液體分子密集在一起的緣故，但液體分子間的相互作用不像固體微粒那樣強(qiáng)，所以b 正確， a 錯(cuò)誤；液體具有流淌性的緣由是液體分子熱運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)位置不固定， 液體分子可以在液體中移動(dòng)；也正是

5、由于液體分子在液體里移動(dòng)比固體簡(jiǎn)單，所以其擴(kuò)散也比固體的擴(kuò)散快，c、d 正確 .二、液晶1. 定義有些有機(jī)化學(xué)物在固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中存在著混濁的中間態(tài)，它具有和晶體相像的性質(zhì)，故稱(chēng)為液態(tài)晶體，簡(jiǎn)稱(chēng)液晶.2. 液晶的主要性質(zhì)(1) 液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn). 緣由是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個(gè)方向看， 液晶的分子排列比較整齊，有特別的取向，這是其物理性質(zhì)各向異性的主要緣由.(2) 液晶具有液體的流淌性. 緣由是液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有肯定的流淌性.3. 長(zhǎng)絲狀液晶(1) 分子排列特點(diǎn)：呈長(zhǎng)棒形排列，自然狀態(tài)下分子有彼此平行排列的傾向，沿肯定方向的排列比較整齊，但彼此間

6、前后左右的位置可以變動(dòng).(2) 特性及應(yīng)用：對(duì)外界的作用很敏銳，當(dāng)外加電壓時(shí)，液晶分子不再平行排列，液晶由透亮狀態(tài)變成混濁狀態(tài)，去掉電壓又復(fù)原透亮，因此可制作顯示元件.4. 螺旋狀液晶(1) 分子排列特點(diǎn)：分子分層排列，每層分子的排列方向相同，相鄰各層分子的取向相差一個(gè)小角度，形成各層分子排列方向依次旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個(gè)螺旋狀結(jié)構(gòu).(2) 特性及應(yīng)用：具有顯著的溫度效應(yīng)，可以用來(lái)探測(cè)溫度，醫(yī)學(xué)上檢查腫瘤，檢查電路中的短路點(diǎn) . 溫馨提示 1 液晶的性質(zhì)具有雙重性，既具有液體的流淌性、連續(xù)性，又在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面具有晶體的各向異性的性質(zhì).(2) 液晶分子的排列不穩(wěn)固，微小的外界變動(dòng)都會(huì)轉(zhuǎn)變分子

7、排列，從而轉(zhuǎn)變液晶的某些性質(zhì).(3) 不是全部的物質(zhì)都具有液晶態(tài)有些物質(zhì)在特定的溫度范疇之內(nèi)具有液晶態(tài)；有些物質(zhì)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校诳隙ǖ臐舛确懂爟?nèi)具有液晶態(tài).例 2關(guān)于液晶的以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)a. 液晶是液體和晶體的混合物b. 液晶分子在特定方向排列比較整齊c.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光d.全部物質(zhì)在肯定條件下都能成為液晶答案b解析液晶是某些特別的有機(jī)化合物，在某些方向上分子排列規(guī)章，某些方向上雜亂. 液晶本身不能發(fā)光，所以選項(xiàng)a、c、 d 錯(cuò)，選項(xiàng) b 正確 .借題發(fā)揮1 液晶是既具有流淌性和連續(xù)性又具有各向異性的流體.2向列型液晶在外加電壓下會(huì)由透亮變?yōu)椴煌噶粒旧?/p>

8、不會(huì)發(fā)光.液體的性質(zhì)1. 以下關(guān)于液體的說(shuō)法正確選項(xiàng)a. 非晶體的結(jié)構(gòu)跟液體特別類(lèi)似，可以看作是黏滯性極大的液體b. 液體的物理性質(zhì)一般表現(xiàn)為各向同性c.液體的密度總是小于固體的密度d.全部的金屬在常溫下都是固體答案ab解析由液體的微觀結(jié)構(gòu)知選項(xiàng)a、b 正確；有些液體的密度大于固體的密度，例如汞的密度就大于鐵、銅等固體的密度，故c 錯(cuò)；金屬汞在常溫下就是液體，故d 錯(cuò)誤 .液晶2. 以下有關(guān)液晶的一些性質(zhì)的說(shuō)法中，不正確選項(xiàng)a. 液晶分子的空間排列是穩(wěn)固的b. 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度而變化c.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加電場(chǎng)的變化而變化d.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加壓力的變化而變化答案a解析液晶分子既有排列的

9、有序性，又可以自由移動(dòng)，故a 錯(cuò)， b、c、d 均正確 . 時(shí)間： 60 分鐘 題組一液體1. 關(guān)于液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，正確選項(xiàng)a. 較長(zhǎng)時(shí)間在平穩(wěn)位置鄰近的振動(dòng)和較長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)位置的遷移b. 較長(zhǎng)時(shí)間在平穩(wěn)位置鄰近的振動(dòng)和短時(shí)間平穩(wěn)位置的遷移c.短時(shí)間在平穩(wěn)位置鄰近的振動(dòng)和較長(zhǎng)時(shí)間平穩(wěn)位置的遷移d.像布朗顆粒一樣，運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)章，但永不停息答案b解析液體分子的熱運(yùn)動(dòng)主要是在平穩(wěn)位置鄰近的微小振動(dòng)，但其平穩(wěn)位置短時(shí)間內(nèi)會(huì)移動(dòng)到另一位置 .2. 液體在宏觀上出現(xiàn)出各向同性，緣由是a. 液體分子是密集在一起的b. 液體中近似保持規(guī)章排列的微小區(qū)域分布雜亂無(wú)章c.液體分子主要是在平穩(wěn)位置鄰近振動(dòng)d.液體分子

10、的平穩(wěn)位置常常轉(zhuǎn)變答案b3. 關(guān)于液體，以下各種說(shuō)法中正確選項(xiàng)a. 液體性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于氣體b. 液體表現(xiàn)出各向異性c.液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類(lèi)似，主要表現(xiàn)為在固定的平穩(wěn)位置鄰近做微小的振動(dòng)d.液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快答案d解析液體的性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于固體，a 錯(cuò). 液體分子只在很小區(qū)域內(nèi)有 規(guī)章排列，并且這些小區(qū)域又雜亂無(wú)章地分布，因而液體表現(xiàn)出各向同性，b 錯(cuò) . 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類(lèi)似，主要表現(xiàn)為在平穩(wěn)位置鄰近做微小的振動(dòng)，但平穩(wěn)位置在不斷移動(dòng)，c錯(cuò). 液體分子在液體中移動(dòng)較固體分子在固體中移動(dòng)更簡(jiǎn)單，液體的擴(kuò)散較固體快， d正確 .4. 關(guān)于液體的微觀

11、結(jié)構(gòu)，以下說(shuō)法中正確選項(xiàng)a. 液體分子間距離較小，分子是密集在一起的b. 液體分子間作用力較弱，分子像一盤(pán)散沙，這是液體具有流淌性的緣由c.液體分子的排列雜亂無(wú)章，這使液體具有各向同性d.在液體內(nèi)部存在很多分子排列規(guī)章的小區(qū)域，這些小區(qū)域的分布雜亂無(wú)章答案ad題組二液晶5. 關(guān)于液晶，以下說(shuō)法正確選項(xiàng)a. 由于液晶是介于晶體與液體之間的中間態(tài)，所以液晶實(shí)際上是一種非晶體b. 液晶具有液體的流淌性，是由于液晶分子盡管有序排列，但卻位置無(wú)序，可自由移動(dòng)c.任何物質(zhì)在任何條件下都可以存在液晶態(tài)d.自然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的答案bd解析液晶是一種介于晶體與液體之間的中間態(tài)，它不是晶體更不

12、是非晶體；液晶分子像晶體分子一樣排列有序，但是它們又像液體分子一樣可以自由移動(dòng)，沒(méi)有固定的位置，即位置無(wú)序， 所以液晶具有流淌性；有些物質(zhì)只有在特定的條件下才具有液晶態(tài)，并不是全部物質(zhì)都有液晶態(tài)的； 自然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的，目前已達(dá)到5000 多種 . 由上述可知 b、d 正確 .6. 關(guān)于液晶分子的排列，以下說(shuō)法正確選項(xiàng)a. 液晶分子在特定方向排列整齊b. 液晶分子的排列不穩(wěn)固，外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化c.液晶分子的排列整齊而穩(wěn)固d.液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)固答案ab解析液晶分子的排列是不穩(wěn)固的. 外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化，因而轉(zhuǎn)變其某些性質(zhì)

13、，例如：溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異性等，都可以改 變液晶的光學(xué)性質(zhì)，即物理性質(zhì)，故a、b 正確 .7. 以下說(shuō)法正確選項(xiàng)a. 液晶的結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)相同b. 液晶的結(jié)構(gòu)與液體的結(jié)構(gòu)相同c.液晶的結(jié)構(gòu)與非晶體結(jié)構(gòu)相同d.液晶在某些性質(zhì)上與晶體相同，在某些性質(zhì)上又與液體相同答案d解析液晶的結(jié)構(gòu)既不同于晶體結(jié)構(gòu)，也不同于液體結(jié)構(gòu)和非晶體的結(jié)構(gòu)，故a、b、c 錯(cuò).液晶在力學(xué)性質(zhì)上與液體相同，具有流淌性、連續(xù)性，可以形成液滴，在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面又具有明顯的各向異性，因而又具有晶體的某些性質(zhì)，所以d 正確 .8. 以下表達(dá)中不正確選項(xiàng)a. 棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)呈液晶態(tài)b. 利用液晶在電壓變化時(shí)由透亮變混濁可制作電子手表、電子運(yùn)算器的顯示元件c.有一種液晶，隨溫度的逐步上升，其顏色按次序轉(zhuǎn)變，利用這種性質(zhì)，可用來(lái)探測(cè)溫度d.利用液晶可檢查腫瘤，仍可以檢查電路中的短路點(diǎn)答案a解析通常棒狀分子、 碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)簡(jiǎn)單具有液晶態(tài)，但不是任何時(shí)候都呈液晶態(tài)，故a 錯(cuò).