第四节 液体的性质 液晶
学 习 目 标
重 点 难 点
1.知道液体的一些主要物理性质．
2．了解液晶及一些主要应用.
1.了解液体的基本性质．(重点)
2．液晶的特性及其在现实技术中的应用．(重点)
3．用分子动理论解释液体的微观结构．(难点)
一、液体的性质
1．基本知识
(1)液体分子的排列
①液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子也是密集在一起的，因而液体有一定的体积，且不易压缩．
②液体分子间的距离很小，液体分子约在10－9 m小区域内短暂保持规则性排列．
③液体在宏观上呈现出各向同性．
(2)液体分子的热运动
①液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小振动．液体的扩散现象也是由液体分子热运动产生的．
②由于分子在液体内移动比固体容易，所以液体扩散要比固体扩散快．
2．思考判断
(1)非晶体的结构跟液体非常类似，可以看成是黏滞性极大的液体． (√)
(2)液体的物理性质一般表现为各向异性． (×)
(3)液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置． (√)
3．探究交流
在物理性质上液体为什么表现为各向同性？
【提示】 液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成，液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性．
二、液晶
1．基本知识
(1)定义
许多有机化合物在由固态向液态转化的过程中，存在着中间态液体，它具有与晶体相似的性质，故称液态晶体，简称液晶．
(2)液晶的特点
①在力学性质上与液体相同，具有流动性，连续性，可以形成液滴．
②在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性，即具有晶体的某些性质．
(3)应用
①长丝状液晶，可用做液晶显示器．
②螺旋状液晶，可用来探测温度．
2．思考判断
(1)向列型液晶分子呈长棒形排列，在特定方向排列整齐． (√)
(2)液晶分子的排列整齐且稳定． (×)
(3)液晶的物理性质稳定． (×)
3．探究交流
液晶可以作为显示元件，这利用了液晶的什么性质？
【提示】 液晶可用作显示元件：有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成浑浊状态而不再透明，去掉电压，又恢复透明．当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码.
液体的微观结构
【问题导思】
1．为什么液体具有一定的体积，不易压缩？
2．液体为什么具有流动性？
3．液体的扩散为什么比固体快？
1．液体的微观结构特点
(1)分子间的距离很小——只比固体分子间的距离大3%～4%.
(2)液体分子间的相互作用力很大．
(3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
2．利用液体的微观结构可解释的现象
(1)液体表现出各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章的分布着的小区域构成，所以液体表现出各向同性．
(2)液体具有一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，分子间距很小，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积．
(3)液体具有流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因．
(4)液体扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．
(双选)以下关于液体的说法正确的是( )
A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看成是黏滞性极大的液体
B．液体的物理性质一般表现为各向同性
C．液体的密度总是小于固体的密度
D．所有的金属在常温下都是固体
【解析】 由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错．
【答案】 AB
1．关于液体和固体，以下说法错误的是( )
A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的
C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D．液体的扩散比固体的扩散快
【解析】 液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体中的微粒那样强，所以选项B正确，选项A错误；液体具有流动性是因为液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动，也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散速度也比固体的扩散速度快，选项C、D均正确．故选A.
【答案】 A
液晶的效应和应用
【问题导思】
1．液晶有哪些主要性质？
2．液晶是光源吗？
3．在日常生产和生活中，液晶有哪些应用？
1．液晶的奇特效应
液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．
(1)两个熔点：将液晶加热，液晶先是变得浑浊，达到第一个熔点时，会变得完全不透明，但达到第二个熔点时，又变得透明了．
(2)电光效应：一般情况下，由于分子呈有序排列，液晶非常透明．加上电场后，其分子排列被扰乱，透射光与反射光的强度和方向都发生了变化，液晶变得浑浊．
(3)温度效应：有的液晶在不同温度下能显示出不同的颜色，当温度升高时，这种液晶就会按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序改变颜色；温度降低时，按相反的顺序改变颜色．
(4)压电效应：当对这种液晶施加压力或撞击时，其两端会产生电压．
(5)化学效应：这种液晶遇到某些化合物的蒸气时会变色，而且灵敏度极高．
(6)辐射效应：这种液晶受到放射性射线照射时会变色．
2．液晶的应用
(1)做液晶显示器
没有加电压时，液晶是透明的，能使下面反射光束的光线通过，不显示笔画；当加电压时，液晶变浑浊，光线不能通过，显示出笔画．
(2)做彩色显示器
在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，当液晶中的电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度不同，从而显示出颜色．
(3)做生物薄膜
液晶的特点与生物组织的特点很吻合，可用于研究离子的渗透性，从而了解机体对药物的吸收等生理过程．
(4)液晶在医学、电子工业、航空航天、日常生活等方面都有重要的应用．
(双选)关于液晶，下列说法正确的是( )
A．因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体
B．液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但却位置无序，可自由移动
C．任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D．天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的
【审题指导】 (1)液晶是介于固态与液态之间的中间态．
(2)液晶具有流动性与光学各向异性的特点．
(3)物质只有在特定条件下才有液晶态．
【解析】 液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体，它不是晶体更不是非晶体；液晶分子的排列像晶体分子一样排列有序，但是它们又像液体分子一样可以自由移动，没有固定的位置，即位置无序，所以液晶具有流动性；有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态，并不是所有物质都有液晶态的；天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的，目前已达到5 000多种．由上述可知B、D正确．
【答案】 BD
2．(双选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )
A．液晶分子在特定方向排列整齐
B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列变化
C．液晶分子的排列整齐且很稳定
D．液晶的物理性质稳定
【解析】 液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变某种性质，例如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等，都可以改变液晶的光学性质，即物理性质．故A、B正确．
【答案】 AB
1．关于液体，下列说法中正确的是( )
A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体
B．液体表现出各向异性
C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小振动
D．液体的扩散比固体的扩散快
【解析】 液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错；液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体表现出各向同性，故B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体没有固定的平衡位置，故C错；液体的扩散要比固体的扩散快，故D对．
【答案】 D
2．关于液晶的下列说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
【解析】 液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上杂乱．液晶本身不能发光，所以选项A、C、D错，选项B正确．
【答案】 B
3．液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器，由于机身薄，省电，低辐射等优点深受用户的青睐，下列关于液晶说法正确的是( )
A．液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在
B．液晶既有液体的流动性，又有光学的各向同性
C．当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色
D．液晶的结构与液体的结构相同
【解析】 液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物结构中，故A错误；一些有机化合物和高分子聚合物，在一定温度或浓度的溶液中，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这就是液晶，故B错误；当某些液晶渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色，故C正确；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，其结构与液体的结构不同，故D错误．故选C.
【答案】 C
4．制作彩色液晶显示器是利用了液晶的什么效应？而探测温度是利用了液晶的什么效应？排查毒气是利用了液晶的什么效应？
【答案】 光电 温度 化学
课件40张PPT。第二章 固体、液体和气体第四节 液体的性质 液晶各向同性体积固体
热运动微小振动热运动快√ √ ×
中间晶体流动连续各向异性液晶显示器探测温度√ × × 液体的微观结构 液晶的效应和应用 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(七)
(建议用时：45分钟)
1．液体分子间的距离、液体分子间的作用力分别接近于( )
A．气体、固体 B．固体、固体
C．固体、气体 D．气体、气体
【解析】 液体分子间距较小，与固体接近，不容易压缩．
【答案】 B
2．下列属于液晶分子示意图的是( )
【解析】 液晶排列有序，各向异性，所以选项中属于液晶分子示意图的是A.
【答案】 A
3．(双选)下列关于液体的微观结构说法正确的是( )
A．液体分子的排列更接近于固体
B．液体分子的排列更接近于气体
C．液体表现出各向异性
D．液体分子没有长期固定的平衡位置
【解析】 液体分子排列接近于固体，但液体分子没有长期固定的平衡位置．
【答案】 AD
4．下列说法正确的是( )
A．液晶的结构与晶体结构相同
B．液晶的结构与液体的结构相同
C．液晶的结构与非晶体结构相同
D．液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上又与液体相同
【解析】 液晶的结构既不同于晶体结构，也不同于液体结构和非晶体的结构，故A、B、C错．液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，可以形成液滴，在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确．
【答案】 D
5．(双选)以下说法中正确的是( )
A．每一个液体分子都没有固定的位置，液体分子的平衡位置时刻变动
B．液体蒸发，是因为某些动能较大的分子克服了其他分子的作用力的缘故
C．液体变成固体(凝结)时体积一定减小
D．液体跟其他固体一样，也会热胀冷缩
【解析】 液体易流动，是因为液体分子没有固定的位置，故A正确；液体的蒸发，是由于那些动能较大的分子挣脱其他分子的作用力而成为自由分子，故B正确；以水为反例可以说明C、D不正确．
【答案】 AB
6．(双选)下列有关液晶的说法，正确的是( )
A．液晶具有流动性
B．液晶具有各向异性
C．液晶具有稳定的空间排列规律
D．液晶就是液态的晶体
【解析】 液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的分子排列整齐、各向异性的状态；但其空间排列规律不稳定．
【答案】 AB
7．(双选)关于液晶的以下说法正确的是( )
A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的状态
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．人体的某些组织中存在液晶结构
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
【解析】 液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围内存在，它对离子的渗透作用同人体的某些组织，在外加电压下，它对不同色光的吸收强度不同．
【答案】 CD
8．下列叙述中错误的是( )
A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B．利用液晶在电压变化时由透明变浑浊可制作电子手表和电子计算器的显示元件
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点
【解析】 研究表明，不是所有物质都具有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，所以A错误，B、C、D正确．
【答案】 A
9．(双选)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【解析】 液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误．外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，C、D正确．
【答案】 CD
10．液晶在目前最主要的应用方向是在________方面的应用．这方面的应用是利用了液晶的多种________效应．笔记本电脑的彩色显示器也是液晶显示器．在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而________，从而表现出光学________．某些物质在水溶液中能够形成________液晶，而这正是________的主要构成部分．液晶已经成为物理科学与生命科学的一个重要结合点．
【答案】 显示器 光学 定向排列 各向异性 薄片状生物薄膜
11．根据液晶的什么性质可以探测温度，又可以检查肿瘤？
【解析】 有一种液晶，温度改变时会改变颜色，随着温度的逐渐升高，液晶的颜色就发生改变，温度降低，又按相反顺序改变颜色．液晶的这种性质，可以用来探测温度，在医学上用来检查肿瘤，在皮肤表面涂上一层液晶，由于肿瘤部分的温度与周围组织的温度不一样，液晶会显示不同的颜色．
【答案】 见解析
