一、具有微观层状结构的物质?
所以 原子间的作用力很强 层与层间易滑动 富勒烯:固态碳的第三种结构形式, 三维空心球状结构(包括C60、C70
1.碳的同素异形体
(1)碳的同素异形体有金刚石、石墨和碳60等富勒烯,它们的不同性质是由微观结构的
不同所决定的。
所决定的。
外观
密度(g/cm3)
熔点(K)
沸点(K)
莫氏硬度
导电、导热性
燃烧热(kJ/mol)
化学活泼性
金刚石
无色
透明
3.51
>3823
5100
10
不导电
395.40
不活泼
石墨
灰黑色不透明
2.25
3925
5100
1
导电、导热性好
393.50
比金刚石稍活泼
金刚石呈正四面体空间网状立体结构,碳原子之间形成共价键。当切割或熔化时,
需要克服碳原子之间的共价键,金刚石是自然界已经知道的物质中硬度最大的材料,它的
熔点高。上等无暇的金刚石晶莹剔透,折光性好,光彩夺目,是人们喜爱的饰品,也是尖
端科技不可缺少的重要材料。颗粒较小、质量略为低劣的金刚石常用在普通工业方面,如
用于制作仪器仪表轴承等精密元件、机械加工、地质钻探等。钻石在磨、锯、钻、抛光等
加工工艺中,是切割石料、金属、陶瓷、玻璃等所不可缺少的;用金刚石钻头代替普通硬
质合金钻头,可大大提高钻进速度,降低成本;镶嵌钻石的牙钻是牙科医生得心应手的工
具;镶嵌钻石的眼科手术刀的刀口锋利光滑,即使用1000被的显微镜也看不到一点缺陷,
是摘除眼睛内白内障普遍使用的利器。金刚石在机械、电子、光学、传热、军事、航天航
空、医学和化学领域有着广泛的应用前景。
石墨是片层状结构,层内碳原子排列成平面六边形,每个碳原子以三个共价键与其它
碳原子结合,同层中的离域电子可以在整层活动,层间碳原子以分子间作用力(范德华
力)相结合。石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体。天然石墨耐高温,热膨胀
系数小,导热、导电性好,摩擦系数小。石墨被大量用来做电极、坩埚、电刷、润滑剂、
铅笔等。具有层状结构的石墨在适当条件下使某些原子或基团插入层内与C原子结合成石
墨层间化合物。这些插入化合物的性质基本上不改变石墨原有的层状结构,但片层间的距
离增加,称为膨胀石墨,它具有天然石墨不具有的可绕性,回弹性等,可作为一种新型的
工程材料,在石油化工、化肥、原子能、电子等领域广泛应用。
(2)碳60
1985年,美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家们制造出了第三种形式的单质碳C60, C60是
由60个碳原子形成的封闭笼状分子,形似足球,C60为黑色粉末,易溶于二硫化碳、苯等
溶剂中。人们以建筑大师B.富勒的名字命名了这种形式的单质碳,称为富勒烯
(fullarene)。这是因为富勒设计了称为球状穹顶的建筑物,而某些富勒烯的结构正好与
其十分相似。C60曾又被称足球烯、巴基球等,它属于球碳族,这一类物质的分子式可以
表示为Cn,n为28到540之间的整数值,有C50、C70、C84、C240等,在这些分子中,
碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键,它们实际上是球形共扼烯。
富勒烯分子由于其独特的结构和性质,受到了广泛的重视。人们发现富勒烯分子笼状
结构具有向外开放的面,而内部却是空的,这就有可能将其他物质引入到该球体内部,这
样可以显著地改变富勒烯分子的物理和化学性质。例如化学家已经尝试着往这些中空的物
质中加进各种各样的金属,使之具有超导性,已发现C60和某些碱金属化合得到的超导体
其临界温度高于近年研究过的各种超导体,科学家预言C540有可能实现室温超导;也有
设想将某些药物置入C60球体空腔内,成为缓释型的药物,进入人体的各个部位。在单分
子纳米电子器件等方面有着广泛的应用前景,富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料
科学、生命及医药科学各领域。
(3)碳纳米管
碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管,它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳
管,管直径一般为几个纳米到几十个纳米,多层碳纳米管是管壁的石墨层间距为0.34纳
米,与平面石墨层的间距一样,不论是单层还是多层碳纳米管,前后末端类似半圆形,结
构基本上与碳六十相似,使整个碳管成为一个封闭结构,故纳米碳管也是碳簇的成员之
一。碳纳米管非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发丝宽,是长度和直径之比很高
的纤维。
碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积大,性能稳定,随管壁曲卷结构不同而
呈现出半导体或良导体的特异导电性,场发射性能优良。自1991年单层碳纳米管的发现和
宏观量的合成成功以来,由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域
中的应用已引起了各国科学家的普遍关注,已成为富勒烯和纳米科技领域的研究热点。
利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料,如其强度为钢的100倍,重量则只有
钢的1/6,被科学家称为未来的“超级纤维”;在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的
拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高的温度而不会烧毁;用金属灌满碳纳米管,
然后把碳层腐蚀掉,还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线;利用碳纳米管做为锂
离子电池的正极和负极材料可以延长电池寿命,改善电池的充放电性能;利用碳纳米管制
成极好的发光、发热、发射电子的准点光源,制成平面显示器等,使壁挂电视成为可能;
在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10,用碳基分子电子装置
取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命;碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元
素,利用这种方法制成的燃料不但安全性能高,而且是一种清洁能源,在汽车工业将会有
广阔的发展前景;碳纳米管还可作为催化剂载体和膜材料。
2、磷的同素异形体
磷有多种的同素异形体,其中主要有白磷、红磷、黑磷等。
固体白磷(P4)是白色的,遇光逐渐变成黄色,它难溶于水,易溶于二硫化碳。白磷
有毒,误食0.1g就能致死。白磷呈正四面体结构。白磷性质较活泼。它和空气或潮气接触
时发生缓慢氧化反应,部分能量以光的形式放出,这便是白磷在暗处发光的原因,叫做磷
光现象。白磷的着火点为313K,在空气中容易自燃。白磷要保存在水中。利用白磷的易燃
性和生成物五氧化二磷能形成烟雾的特性,可制燃烧弹和烟雾弹。在工业上,白磷主要用
在制造高纯度的磷酸、磷酸盐、农药、信号弹等的制造。
红磷是一种暗红色粉末,它难溶于水和二硫化碳,没有毒性。红磷的结构可能为P4正
四面体的一个P—P键断裂后形成的长链状。红磷的化学性质比白磷稳定得多。红磷要加热
到513K才燃烧,生成物也是五氧化二磷。红磷用于火柴生产,火柴盒侧面所涂的物质就是
红磷与三硫化二锑等的化合物。
黑磷具有石墨状片层结构,有导电性,有“金属磷”之称。黑磷化学性质最稳定。
将白磷隔绝空气加热到在533K,就会转化为红磷,红磷加热到689K时升华,它的蒸
气冷却后凝华为白磷。
白磷和红磷的相互转化实验:取一支长约30厘米、直径约1厘米的玻璃管,一端用橡
皮塞塞紧。在玻璃管里放入两粒黄豆大小的干燥红磷,用细玻璃棒把它推到玻璃管的中
部。把玻璃管平夹在铁架台上,在盛红磷的部分微微加热。开始时红磷会着火燃烧,有白
烟产生。但因玻璃管的一端已被塞住,空气不能流通,火焰就熄灭了。不久在红磷两旁玻
璃管的内壁上各有一薄层白磷出现。
把这支玻璃管取下,放在开有一个小孔的纸盒里。在暗处通过小孔观察,可以看到白
磷在发光,不久即熄灭。拔掉一端的塞子,轻轻摇动玻璃管使空气流通,白磷又重行发
光。
3、硫的同素异形体
硫有几种同素异形体,最常见的是晶状的斜方硫和单斜硫。斜方硫在369K以下稳定,
单斜硫在369K以上稳定。将单质硫加热到369K,斜方硫不经熔化直接变成单斜硫。当它
冷却时,发生相反的变化。若把加热到503K的熔融态的硫急速倾入冷水中,纠缠在一起
的长链被固定下来,它就会快速冷却形成一种软橡胶状、可以拉伸的弹性硫,经放置后弹
性硫会逐渐转变为晶状硫。
4、臭氧
(1)臭氧的化学性质
臭氧是氧的同素异性体,为无色气体,有特殊臭味。臭氧在常温下分解缓慢,在高温
下分解迅速,形成氧气。Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化的金属,可以与臭氧反
应。臭氧在大气污染中有着重要的意义,在紫外线的作用下,臭氧与烃类和氮氧化物的
光化学反应,形成具有强烈刺激作用的有机化合物称为光化学烟雾。臭氧在水中的溶解
度比较高,是一种广普高效消毒剂。
(2)臭氧对人体的危害
臭氧具有强烈的刺激性,对人体有一定的危害。它主要是刺激和损害深部呼吸道,
并可损害中枢神经系统,对眼睛有轻度的刺激作用。当大气中臭氧浓度为0.1mg/m3时,
可引起鼻和喉头粘膜的刺激;浓度在0.1-0.2mg/m3时,引起哮喘发作,导致上呼吸道疾
病恶化,同时刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在2mg/m3以上可引起头
痛、胸痛、思维能力下降,严惩时可导致肺气肿和肺水肿。此外,臭氧还能阻碍血液输氧
功能,造成组织缺氧;使甲状腺功能受损、骨骼钙化,还可引起潜在性的全身影响,如诱
发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。
(3)室内空气中臭氧的来源
臭氧主要来自室外的光化学烟雾。此外,室内的电视机、复印机、激光印刷机、负离
子发生器、紫外灯、电子消毒柜等在使用过程中也都能产生臭氧。室内的臭氧可以氧化空
气中的其他化合物而自身还原成氧气;还可被室内多种物体所吸附而衰减,如橡胶制品、
纺织品、塑
二、物质的微观结构采用什么手段获得?
物质的微观结构获得:微观结构的研究起源于显微镜的发明,而1674年列文胡克发明的显微镜可以说开创了生物学微观结构研究的先河,而如今电子隧道扫描显微镜把微观结构研究推向高潮。显微镜的发展史可以说就是微观结构研究的发展史。
1.Abbe(阿比):剖析影像在显微镜中成像时所产生的绕射作用,试图设计出最理想的显微镜
2.利用苯安染料将微生物组织进行染色,由此他发现了霍乱及结核杆菌。往后20年间,其它的细菌学家,像是Klebs 和 Pasteur(克莱柏和帕斯特)则是藉由显微镜下检视染色药品而证实许多疾病的病因
3.Golgi(高尔基):首位发现细菌中高尔基体的显微学家。他将细胞用硝酸银染色而成就了人类细胞研究上的一大步
4.ebedeff(莱比戴卫):设计并搭配第一架干涉显微镜。另外由Zernicke(卓尼柯)在1932年发明出相位差显微镜,两人将传统光学显微镜延伸发展出来的相位差观察使生物学家得以观察染色活细胞上的种种细节
5.Confocal(共轭焦)扫描显微镜在市场上被广为使用,远远超越了普通光学显微镜放大倍数。
三、举例物质微观结构的三个观点?
物质的微观构成是指物质由什么微粒构成。如水是由水分子构成的,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;金属铁是由铁原子构成的;金刚石是由碳原子构成的。
物质发生化学反应有电子得失、是一个微观变化的过程、从而证明物质是由微粒组成
四、内存微观结构?
内存基本结构就是利用二进制,用电容的多寡来表示0和1,它一个二进制位元,单位用bit作为计算,也是内存的最小单位,DRAM具备有简单高效的特点,之所以有这些特点,主要是因为DRAM每个晶体管要搭配一个电容,电容却不能避免漏电现象,如果电荷不足的话,会导致数据出现错误,因此电容要周期性地刷新,才能保证数据的正确率。
电容在工作的过程是需要充放电的,需要一定的时间,这也是刷新频率不可无限上升的原因之一,不过随着科技的发展,人们对内存的超频要求,在这个超频领域也有了一定的技术突破。
五、纳米技术能否调节物质结构
纳米技术能否调节物质结构
纳米技术是近年来备受关注的领域,其在材料科学、生物学、医学和电子学等各个领域都展现出了巨大的潜力。纳米技术作为一项前沿的技术,其应用已经渗透到了各个行业和领域。其中一个重要的应用方向就是调节物质结构。
纳米技术之所以能够调节物质结构,主要在于其可以制备出尺寸在纳米级别的材料。纳米级材料具有与其它材料不同的性质,这种不同主要源于尺寸效应和表面效应。尺寸效应使得纳米材料通常表现出与宏观材料不同的物理、化学和力学性质,而表面效应则使得纳米材料的表面活性增强,从而在催化、生物医药等领域具有独特的应用优势。
通过纳米技术制备的材料可以具有特殊的结构,例如纳米线、纳米颗粒、纳米薄膜等。这些具有特殊结构的纳米材料在材料科学中有着重要的应用,可以用于制备高性能材料、开发新型器件,甚至用于生物医药领域。纳米技术的物质结构调节能力为材料设计和功能化提供了新的思路和途径。
纳米技术在物质结构调节中的应用
纳米技术在物质结构调节中有着广泛的应用。首先,在材料科学领域,利用纳米技术可以调节材料的晶体结构、晶粒尺寸和晶界工程,从而改善材料的力学性能、光学性能和电学性能。其次,在生物医药领域,纳米技术可以用于制备药物载体、靶向输送系统,实现药物的智能释放和靶向治疗。此外,纳米技术还可以应用于环境保护、能源领域等诸多领域,为解决各种实际问题提供了新的思路和方法。
在纳米技术的应用过程中,需要充分考虑纳米材料的特殊性质,合理设计材料结构和制备工艺,确保纳米材料可以发挥出其优越的性能。同时,还需要关注纳米材料对环境和人体的安全影响,制定相应的安全控制策略,确保纳米技术的可持续发展和安全应用。
未来纳米技术发展的趋势
随着纳米技术的不断发展和深入应用,人们对其在物质结构调节方面的期待也越来越高。未来,纳米技术将继续在材料科学、生物医药、能源环保等领域发挥重要作用,为人类社会的可持续发展和科技进步做出更大的贡献。
在纳米技术的发展趋势中,人们将更加注重纳米材料的可控制备和结构调节,致力于开发具有特定功能和性能的纳米材料,满足不同领域的需求。同时,还将加强纳米技术与其它前沿技术如人工智能、生物技术的融合,开拓更多的应用领域,推动科技创新和产业发展。
总的来说,纳米技术作为一项前沿技术,其在物质结构调节方面具有巨大的潜力和应用前景。通过不断深入研究和创新,纳米技术将为人类社会带来更多的惊喜和改变,推动科技的发展和社会的进步。
六、宏观物质和微观物质的区别?
宏观的区别,就是你所看到的,固体,液体,气体,
分别称为固态,液态,气态三种形态.
从微观来说,这是物体分子间距的不同.
气体的分子间距很大,多成游离状态.
固体的分子间距较小,之间形成化学键或者分子键,使得固体有固定形态.
液体分子间距与固体差不多,但是分子间结合形式不同于固体.
除此之外,其实还有很多聚集形态:
中子星构成的是超固态,所有原子的外围电子都被紧紧压在原子核周边.分子之间紧紧的排布着,由于没有了分子振动,也就没有了温度,超固态物质温度是绝对零度.
还有等离子态;介于固态与液态之间的一些状态,例如玻璃体在融化于结晶之间的状态.
七、硫的微观结构?
二氧化硫是一个弯曲的分子,其对称点群为C2v。硫原子的氧化态为+4,形式电荷为0,被5个电子对包围着,因此可以描述为超价分子。
从分子轨道理论的观点来看,可以认为这些价电子大部分都参与形成S-O键。二氧化硫中的S-O键长(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O键长(148.1 pm)短。
二氧化硫化学性质极其复杂,不同的温度可作为非质子溶剂、路易氏酸、还原剂、氧化剂、氧化还原试剂等各种作用。
液态二氧化硫还可作自由基接受体。如在偶氮二异丁腈自由基引发剂存在下与乙烯化合物反应得到聚砜。液态二氧化硫在光照下,可与氯和烷烃进行氯磺化反应,在氧存在下生成磺酸。
八、分子的微观结构?
人类能实际进入太空之前,就已经知道了太阳系的结构,行星运动的规则。现在的人类也不知道电子轨道究竟是怎么围绕原子的,但是化学家们仍然提出了模型。
在人类不能真正的观测微观分子结构时,他们可以通过分析能量等方式,结合之前确认的化学理论,推断出实际的情况微观结构的研究起源于显微镜的发明,而1674年列文胡克发明的显微镜可以说开创了生物学微观结构研究的先河,而如今电子隧道扫描显微镜把微观结构研究推向高潮。
九、头发的微观结构?
头发的结构:
每根头发均由表皮鳞片层、皮质层、髓质层组成。表皮鳞片层为头发的最外层,通常由2~4层鳞片组成。
表皮层通常是半透明或无色的,所以它可以让自然发色透出;皮质层占头发的80% ,自然色素沉积 在此, 自然发色便是因它呈现的;髓质层位于头的中心, 由许多小气泡组成。
十、硅的微观结构?
硅的化学性质 硅在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:
与非金属作用 常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4. Si+F2 === Si+F4 加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅。
与氧反应生成SiO2: Si+2F2 SiF4 (X=Cl,Br,I) Si+O2 SiO2 (SiO2的微观结构) 在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等