2019-2020年九年級(jí)化學(xué) 《第一單元 走進(jìn)化學(xué)世界》 課題1 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩教案 人教新課標(biāo)版.doc

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2019-2020年九年級(jí)化學(xué) 《第一單元 走進(jìn)化學(xué)世界》 課題1 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩教案 人教新課標(biāo)版 從容說課 本課題是一個(gè)以情感、態(tài)度和價(jià)值觀教育為主要教學(xué)目標(biāo)的課題。為使學(xué)生從開始學(xué)化學(xué)起，就感受到化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值，并產(chǎn)生希望了解化學(xué)的強(qiáng)烈愿望，教案設(shè)計(jì)一開始就提供了與化學(xué)有關(guān)的影響人類生活的六則資料，其目的是讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)，并以此引出“化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩”的課題。然后在此基礎(chǔ)上引出了化學(xué)的基本概念，并運(yùn)用實(shí)例以使學(xué)生對(duì)其有較為透徹的了解。 對(duì)于化學(xué)發(fā)展的歷程，本教案采取了通過閱讀引導(dǎo)學(xué)生參與的方法，以使學(xué)生能有一個(gè)切身的感受。最后，對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性作了補(bǔ)充介紹(或討論)，意在使學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 有關(guān)“我國化學(xué)發(fā)展前景”的內(nèi)容是為拓寬學(xué)生視野而特設(shè)的，教師可根據(jù)具體教學(xué)情況，進(jìn)行取舍。 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 知道化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的自然科學(xué)。 2．過程與方法 通過具體的事例，體會(huì)化學(xué)與人類進(jìn)步及社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生親近化學(xué)、熱愛化學(xué)并渴望了解化學(xué)的情感，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題。 教學(xué)重點(diǎn) 對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)情感、態(tài)度和價(jià)值觀等方面的熏陶和培養(yǎng)。 教學(xué)難點(diǎn) 激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣與求知欲。 教學(xué)方法 提供事例→教師引導(dǎo)→自學(xué)歸納→討論歸納→聯(lián)系實(shí)際→激發(fā)興趣。 教具準(zhǔn)備 投影儀、資料膠片(或錄像)人工合成物質(zhì)的樣品(作實(shí)物展示用)。 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過程 [引言]打開化學(xué)課本，你一定想知道：化學(xué)學(xué)什么？有趣嗎？化學(xué)有什么特點(diǎn)？我們應(yīng)該怎樣學(xué)化學(xué)?學(xué)了有什么用? 本單元，將引領(lǐng)我們走進(jìn)化學(xué)世界。 [板書]第一單元 走進(jìn)化學(xué)世界 [講述]我們生活在多姿多彩的物質(zhì)世界里。每天，我們都在與多種多樣的物質(zhì)打交道。這些物質(zhì)，有的是自然界原來就有的，如礦物、巖石、木材、棉花等；有的是通過科學(xué)家的智慧新合成的，如塑料、尼龍、藥物、化肥、心臟起搏器、光導(dǎo)纖維等(注：最好展示這些新合成物質(zhì))。到20世紀(jì)末，人類發(fā)現(xiàn)和合成的物質(zhì)已超過3000萬種。 下面，是與化學(xué)有關(guān)的一些資料，請(qǐng)大家參閱。 [注：以下資料，最好能找到相關(guān)的錄像或圖片，若沒有，可以文字形式投影打出，或根據(jù)個(gè)人教學(xué)實(shí)際選擇其他材料] 資料一 卡介苗：卡介苗能夠產(chǎn)生對(duì)結(jié)核感染的免疫作用，并可降低腫瘤發(fā)病率，其中包括白血病、淋巴瘤及結(jié)蹄組織瘤等?？ń槊?921年即進(jìn)行人體試種，獲得良好的效果。卡介苗之所以叫卡介苗，是因?yàn)樗怯煞▏?xì)菌學(xué)家卡爾美和介林發(fā)明的。 資料二 彩色膠片：膠片的誕生是在照相機(jī)發(fā)明之后。早在1826年，世界上第一架照相機(jī)就已經(jīng)出現(xiàn)了，是法國人尼普斯的“杰作”。之后，有了黑白膠片的發(fā)明。彩色膠片是由L戈德斯基和L曼內(nèi)斯發(fā)明的。這兩人在紐約上學(xué)時(shí)，對(duì)照相技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，于是一起進(jìn)行許多實(shí)驗(yàn)。最初，他們研究了雙層式多層彩色片，后來又改變方向，研究三層式多層彩色片，到1923年，終于制成了包含各種顏色的第一張照片。在研究過程中，他們得到了美國伊斯曼柯達(dá)公司米斯博士的幫助，解決了在顯影時(shí)控制顯影液擴(kuò)散的方法，這對(duì)彩色膠片的試制成功起了決定性作用。1953年，在柯達(dá)研究所人員的協(xié)助下，曼內(nèi)斯和戈德斯基找到了大批量生產(chǎn)柯達(dá)彩色膠片的方法。如今，柯達(dá)膠卷已成為風(fēng)靡全球的商品，走進(jìn)千家萬戶。 資料三 冰箱：1923年，瑞典工程師浦拉騰和孟德斯制成了世界上第一臺(tái)電冰箱。 兩年后，美國一家公司買斷了此項(xiàng)技術(shù)專利，開始大量生產(chǎn)電冰箱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國，沒有電冰箱的家庭只占不到1％的比例。 電冰箱內(nèi)，最初使用的冷凍劑是有毒的物質(zhì)，如氨或硫酸，后來逐漸發(fā)展為較為安全的氟利昂，沿用至今。 由于氟利昂的揮發(fā)容易導(dǎo)致大氣層中臭氧層的減少，故現(xiàn)在提倡使用無氟冰箱。 資料四 人造的血液清洗廠人工腎臟：人體有兩個(gè)腎臟，在人的腰部左右各一個(gè)。這對(duì)小小的器官每50分鐘就能把人體內(nèi)的全部血液清洗一次，每天大約可以清洗1700升血液。此外，腎臟還擔(dān)負(fù)著調(diào)節(jié)體內(nèi)水分和鹽分的工作。 腎臟在人體器官中扮演著如此重要的角色，一旦它出了問題就會(huì)給患者帶來極大的危險(xiǎn)。因此，有許多醫(yī)學(xué)科學(xué)家致力于腎病治療的研究，致力于人工腎臟的研制。 1943年。荷蘭醫(yī)生科爾夫制成了第一個(gè)人工腎臟，首次以機(jī)器代替人體的重要器官。到了20世紀(jì)70年代，一些功能性高分子纖維得到迅速發(fā)展。一個(gè)由1萬根內(nèi)徑為200微米、膜壁厚20微米～50微米、長18厘米的中空纖維組成的人工腎，效率高，操作簡便，目前世界上已有約10萬人憑借這種人工腎臟生活。 資料五 光纖通信：1973年，世界上第一個(gè)光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室建成。這一系統(tǒng)成功地研制出能在室溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器，它只有米粒那么大，發(fā)光面積很小，發(fā)出的光是一種極細(xì)的光線，頻率穩(wěn)定而且方向性很好，因而它就成為光通信的理想光源，最終使人類信息傳輸方式有了質(zhì)的飛躍。 在以后的十幾年中，光纖通信經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，到20世紀(jì)90年代，光纖的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了每秒1000兆比特，相當(dāng)于在一對(duì)只有頭發(fā)絲二分炎一粗細(xì)的光纖里可以同時(shí)開 通1250000路電話，其發(fā)展速度是驚人的。 如今，光纖通信的建設(shè)費(fèi)用正隨著使用數(shù)量的增大而降低，同時(shí)它具有體積小，重量輕，使用金屬少，抗電磁干擾、抗輻射性強(qiáng)，保密性好等優(yōu)點(diǎn)。 資料六 一發(fā)吊千鈞的金屬晶須 一種胡須那樣細(xì)的金屬晶須，竟能吊起千鈞的重量! 在提高金屬材料強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)過程中，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)。一種胡須狀的鐵晶須(直徑為1．6微米，只有頭發(fā)絲粗細(xì)的1／50～1／40)，它的抗拉強(qiáng)度竟能達(dá)到13400兆帕，是工業(yè)純鐵的70多倍，比超高強(qiáng)度鋼高出4～10倍。如果用這樣的鐵晶須編織成半徑為1毫米的線材，能安全地吊起一輛4噸重的載重卡車。這種鐵晶須堪稱金屬世界中的“大力士”。 [總結(jié)]由以上資料我們可以看出，化學(xué)使人類得以享用更先進(jìn)的科技成果，它極大地豐富了人類的物質(zhì)生活。也就是說，化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩。 [板書]課題1 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩 [可引導(dǎo)學(xué)生看課本圖11(化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩)] [引言]那么，什么是化學(xué)?或者說化學(xué)到底研究什么? [板書]一、什么是化學(xué)? [講解]通俗地講，化學(xué)研究的內(nèi)容有：各種各樣的物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的，用什么方法來制取，又是如何發(fā)生變化的，其變化規(guī)律又決定了它有什么樣的用途等等。我們可以把它簡單地概括如下：…… [講解并板書]化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué)。 [講解]例如食鹽，在我們用化學(xué)的方法研究它之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)食鹽除可用作調(diào)味品外，還是一種重要的化工原料。利用食鹽可以制造氫氧化鈉、氯氣和氫氣，并進(jìn)而制造鹽酸、漂白粉、塑料、肥皂和農(nóng)藥等。其他如造紙、紡織、印染、有機(jī)合成和金屬冶煉等，也都離不開由食鹽制得的化工產(chǎn)品。 另外，像研制新型的半導(dǎo)體，電阻幾乎為零的超導(dǎo)體，有記憶能力的新材料；生產(chǎn)化肥和農(nóng)藥，以增加糧食的產(chǎn)量；利用化學(xué)合成藥物，以抑制細(xì)菌和病毒；保障人體健康；開發(fā)新能源和新材料，以改善人類的生存條件；綜合應(yīng)用自然資源和保護(hù)環(huán)境，以使人類生活得更加美好等等，都屬化學(xué)研究的范疇。 [過渡]那么，化學(xué)在成為一門獨(dú)立學(xué)科之前，又經(jīng)歷了怎樣的一個(gè)發(fā)展過程呢? [板書]二、化學(xué)發(fā)展的歷程 [教師]請(qǐng)學(xué)生閱讀課本P3～P 的有關(guān)內(nèi)容(從“人類認(rèn)識(shí)化學(xué)并使之成為一門獨(dú)立的學(xué)科……使化學(xué)在材料、能源、環(huán)境和生命科學(xué)等研究上發(fā)揮越來越重要的作用”)，并引導(dǎo)學(xué)生欣賞課本圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖110、圖111等。 [總結(jié)]歷史證明，社會(huì)的文明和進(jìn)步離不開化學(xué)，化學(xué)是造福人類的科學(xué)。 [過渡]化學(xué)到底給我們帶來了什么?我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)化學(xué)? [板書]三、為什么要學(xué)化學(xué)? [講解]學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，了解了物質(zhì)是什么，物質(zhì)會(huì)發(fā)生怎樣的變化。你就拿到了打開物質(zhì)世界大門的鑰匙。 如：為什么人和牲畜靠近、一些久不使用的糞池或地窖時(shí)可能發(fā)生昏倒和死亡事件?為什么喝了汽水愛打嗝?為什么用鐵鍋燒菜比用鋁鍋好？“水變油”的神話能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么不懂；懂農(nóng)藥、化肥的性質(zhì)和使剛方法，極易毀了莊稼、牲畜或造成中毒事故？為什么吸煙有害等等。這些問題均需用化學(xué)知識(shí)來進(jìn)行解答。 [結(jié)論]學(xué)習(xí)化學(xué)，可以使我們正確認(rèn)讓識(shí)物質(zhì)及其變化，并幫助我們更文明、更健康地生活。 [承接]人們對(duì)物質(zhì)了解得越多，就越能充分、合理地加以利用。 當(dāng)人們對(duì)各種害物對(duì)環(huán)境的危害不認(rèn)識(shí)不足時(shí)，保護(hù)環(huán)境的意識(shí)和力度就不夠。如以前 工業(yè)三廢的任意排放、森林的亂砍亂伐等?，F(xiàn)在，人們認(rèn)識(shí)到了保護(hù)環(huán)境對(duì)人類生活的重要性。便積極主動(dòng)地采取多種措施以防止環(huán)境污染。如：為了消除塑料包裝材料、塑料薄膜、快餐盒、塑料袋之類日用品所造成的白色污染，化學(xué)家們研制了可自行分解的新型塑料。再如，鋼鐵的使用十分普遍。可惜世界上每年有接近總產(chǎn)量1／10的鋼鐵因銹蝕而損失。為此，化學(xué)工作者不僅研究如何防止或延緩鋼鐵腐蝕的方法，還研制出各種不銹鋼，延長了制品的使用壽命。 [結(jié)論]研究化學(xué)，可以使我們合理、有效地利用自然資源。 [過渡并講解]材料是生產(chǎn)、生活的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)今社會(huì)，高新科學(xué)技術(shù)需要各種有特殊性能的材料，這在很大程度上要靠化學(xué)家來研究開發(fā)。 例如：用石英砂制造光導(dǎo)纖維，裝有太陽能吸收與轉(zhuǎn)化裝置的太陽能汽車，半導(dǎo)體硅晶片用于制造計(jì)算機(jī)芯片，脫氧核糖核酸(DNA)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，超強(qiáng)塑性的鈦合金材料用于航天航空器的制造等。 [結(jié)論]應(yīng)用化學(xué)，可促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 [投影補(bǔ)充] 我國化學(xué)發(fā)展前景。 化學(xué)是一門實(shí)用的學(xué)科，它與物理學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科共同成為當(dāng)代自然科學(xué)迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)的核心知識(shí)已經(jīng)應(yīng)用于自然科學(xué)的方方面面，與其他學(xué)科相輔相成，構(gòu)成了創(chuàng)造自然、改造自然的強(qiáng)大力量。 化學(xué)在我國成為一門重要的學(xué)科，已是不爭的事實(shí)。我國從事化學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)有近 千個(gè)，大學(xué)的化學(xué)系(院)有250多個(gè)，石油與石油化工企業(yè)有80多萬家，加上其他化學(xué)化工和相關(guān)行業(yè)，我國參與化學(xué)研究與工作的人員隊(duì)伍，其規(guī)模是國際上少有的。這正是我國化學(xué)科學(xué)發(fā)展的背景和動(dòng)力。 當(dāng)前，我國所面臨的挑戰(zhàn)有人口控制問題、健康問題、環(huán)境問題、能源問題、資源與可持續(xù)發(fā)展問題等，化學(xué)家們希望從化學(xué)的角度，通過化學(xué)方法解決其中的問題，為我國的發(fā)展和民族的振興作出更大的貢獻(xiàn)。隨著國家對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的重視，農(nóng)業(yè)和食品中的化學(xué)問題研究，已經(jīng)引起越來越多的化學(xué)工作者的關(guān)注。 隨著新世紀(jì)的到來，上述研究所涉及的若干基本化學(xué)問題及交叉學(xué)科將成為21世紀(jì)我國化學(xué)研究的新方向，成為我國化學(xué)家有所作為的突破點(diǎn)。 [小結(jié)]總之，化學(xué)科學(xué)是極富魅力的科學(xué)，它研究的內(nèi)容十分豐富，在人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展中擔(dān)負(fù)著重要的任務(wù)。隨著各種科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，化學(xué)必將使世界變得更加絢麗多彩。希望同學(xué)們勇敢地跨入化學(xué)科學(xué)的殿堂，積極進(jìn)取，努力學(xué)好化學(xué)。 [布置作業(yè)]1．了解課本“化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”中有關(guān)“綠色化學(xué)”的內(nèi)容。 2. 談一談學(xué)了本節(jié)課之后，你對(duì)化學(xué)的看法。 板書設(shè)計(jì) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)世界 課題1 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩 一、什么是化學(xué)? 化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué)。 二、化學(xué)發(fā)展的歷程 三，為什么要學(xué)化學(xué)? 備課資料 1．原子一分子學(xué)說的創(chuàng)立與確認(rèn) 1756年，俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫從大量實(shí)驗(yàn)中概括出 質(zhì)量守恒定律：參加反應(yīng)的全部物質(zhì)的重量，常等于全部 反應(yīng)產(chǎn)物的重理。隨后，法國化學(xué)家拉瓦錫和英國化學(xué)家 曼萊也有相近的發(fā)現(xiàn)和論述。質(zhì)量守恒定律由此建立起來。 德國化學(xué)家里希特創(chuàng)立了計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間質(zhì)量 比的方法，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來闡明化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律。1802年， 法國化學(xué)家費(fèi)歇爾根據(jù)里希特的成果，揭示了化學(xué)的當(dāng)量 定律。隨之，普羅斯發(fā)展了當(dāng)量定律，建立起定比定律， 即每種化合物都有固定的組成。這些化學(xué)基本定律的發(fā)現(xiàn)，為近代原子學(xué)說的建立奠定了科學(xué)的基礎(chǔ)。 很久以前，人們就猜測(cè)物質(zhì)是由不連續(xù)的微粒組成的。古希臘的德謨克利特、伊壁鳩魯，古羅馬的盧克萊修等對(duì)原子及其重量、形狀、體積等都曾作出一些天才的猜測(cè)。17世紀(jì)，牛頓從力學(xué)的角度發(fā)展了物質(zhì)構(gòu)造的粒子說。他認(rèn)為物質(zhì)由一些很小的粒子組成，這些粒子通過某種力量彼此吸引，粒子直接接觸，力就強(qiáng)；粒子間有小距離時(shí)可以引起粒子間的化學(xué)反應(yīng)；距離大時(shí)，力就不起作用了。這對(duì)道爾頓的原子論思想產(chǎn)生了很大影響。 道爾頓通過對(duì)氣體的研究，把原子論思想引入化學(xué)，認(rèn)為不同元素化合生成化合物，可能就是不同原子之間的結(jié)合。1804年，他發(fā)現(xiàn)了倍比定律，使原子學(xué)說有了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。1808年，道爾頓的《化學(xué)哲學(xué)新體系》出版，書中系統(tǒng)地闡述了他的原子學(xué)說：首先，化學(xué)元素由非常微小的物質(zhì)粒子原子組成，原子在所有化學(xué)變化中均保持自己的獨(dú)特性質(zhì)；原子既不能創(chuàng)造，又不能消滅；其次，同一元素的所有原子的性質(zhì)，特別是重量，完全相同，不同元素的原子的性質(zhì)及重量不同；再者，不同元素的原子以簡單數(shù)目的比例相結(jié)合，形成化合物，它的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和。這一學(xué)說在理論上統(tǒng)一解釋了一些化學(xué)基本定律和實(shí)驗(yàn)事實(shí)，標(biāo)志著人類對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)前進(jìn)了一大步，為以后物理、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。 1808年，蓋呂薩克通過研究各種氣體在化學(xué)反應(yīng)中 體積變化的關(guān)系，提出了有名的氣體反應(yīng)定律：氣體物質(zhì) 在相互化合時(shí)，其參加反應(yīng)氣體體積間，是一個(gè)簡單的整 數(shù)比；在化合后生成的氣體體積的收縮和膨脹與參加反應(yīng) 的氣體也有一個(gè)簡單的整數(shù)比。 意大利化學(xué)家阿伏加德羅為了合理地解釋道爾頓原子 論與蓋呂薩克氣體簡比定律的矛盾統(tǒng)一，在1811年提出 了分子假說：原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小質(zhì)點(diǎn)，而分子則 是游離狀態(tài)下單質(zhì)或化合物能獨(dú)立存在的最小質(zhì)點(diǎn)；分子 由原子組成，單質(zhì)分子 由相同元素的原子組成，化合物分子則由不同元素的若干原子組成；在化學(xué)變化中是由不同物質(zhì)的分子間各原子的重新結(jié)合。但由于沒有充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，這一假說遭冷遇達(dá)半個(gè)世紀(jì)之久。 道爾頓原子學(xué)說興起后，早期的原子量測(cè)定成為當(dāng)時(shí)化學(xué)研究的重心，但由于各家測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)不一致，致使原子量測(cè)定處于非?；靵y的狀態(tài)。為了使阿伏加德羅假說與原子量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致起來，1860年，意大利人康尼查羅發(fā)表《化學(xué)哲學(xué)教程提要》著作，仔細(xì)研究了新原子學(xué)說的各個(gè)階段，應(yīng)用阿伏加德羅假說來測(cè)定物質(zhì)的分子量，得出結(jié)論：含在不同的分子中的同一元素量總是某種同一量的整數(shù)倍，這種同一量不能再分，這個(gè)量就是原子；為了找出每一種元素的原子量。首先必須知道所有的或大部分含有該元素的分子量和它們的組成。康尼查羅還解決了測(cè)定分子量和原子量的正確方法。康尼查羅據(jù)此牢固地做立了分子的概念，并把它看成是原子世界與宏觀物體世界之間的基本結(jié)構(gòu)單位，最終使原子分子學(xué)說確立起來。它的直接后果就是導(dǎo)致了元素周期律和化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的誕生；使化學(xué)史翻開了新的一頁。 2.納米材料 20世紀(jì)80年代，誕生了一種新型材料，其體細(xì)小得只有借助高倍電子顯微鏡才能看見，這就是納米材料。納米是一米的十億分之一，這么小的顆料只能在電子顯微鏡下才能看到。比細(xì)菌小得多的病毒就可以用納米來衡量了。納米材料是納米量級(jí)(10-9m)的超細(xì)顆料構(gòu)成的材料，它只是一根頭發(fā)細(xì)度的千分之一到萬分之一。納米材料的問世，是材料科學(xué)從宏觀世界向微觀世界進(jìn)軍的重要里程碑。 自然界里就有納米材料。比如我們?nèi)说墓穷^，特別是牙齒，就是由納米顆粒、納米纖維和膠體基質(zhì)構(gòu)成的。宇宙太空的天體碎石也含有納米顆粒。1000年前我們的祖先使用的墨，也是一種納米材料。古代人做的研墨用的墨棒，是用石蠟等材料燃燒的煙霧冷卻，附著到陶瓷板上，得到很細(xì)的炭粉，這種炭粉的尺寸就是納米的尺寸。 飯店用的磁性鑰匙，銀行用的磁性信用卡，磁性車票，這些產(chǎn)品的表面都附著了一層肉眼看不見的納米氧化鐵的顆粒。有的納米材料是大的塊體材料，是看得見的，但它的基本單元還是納米顆粒組成的。如高強(qiáng)度的納米合金材料；還有高韌性的納米陶瓷材料。 納米材料的加工，實(shí)際上是在一定條件下，把某種材料的原子和分子有規(guī)律地組裝起來。 例如，把金屬融化，它的原子狀態(tài)蒸汽，通過惰性氣體保護(hù)后冷凝收集起來，就成為納米尺度的晶體，即納米微粒。 與傳統(tǒng)的材料相比，納米材料的性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。納米材料有四大效應(yīng)：小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)和界面效應(yīng)。這使它具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學(xué)特性。例如，常規(guī)的金屬銀的熔化溫度是900℃，到納米這么小的銀微粒時(shí)，在100℃左右即可熔化。非金屬硅是灰色的，到4 nm以下會(huì)發(fā)出淡淡的紅色，因?yàn)樗盏墓獠ú灰粯?。又如TiO2納米陶瓷在低溫下具有奇特的韌性，在180℃溫度下經(jīng)受彎曲也不斷裂；CaF2陶瓷納米材料在80～180℃溫度下塑性提高100％；納米鐵合金比同成分合金強(qiáng)度高10倍以上；納米磁性材料的磁記錄密度比普通磁性材料高10倍以上；納米復(fù)合材料對(duì)光的反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機(jī)涂層。用納米技術(shù)可制得無缺陷，或無有害缺陷的近乎理想的納米陶瓷，使材料的原有性能得到極大的改善，甚至出現(xiàn)新的功能。如用納米技術(shù)制成的AlO2O3復(fù)合材料的強(qiáng)度比純Al2O3陶瓷高兩倍。納米碳管有巨大的貯氫能力。每千克碳管可貯存至少100 kg氫氣。納米碳管實(shí)際上像我們接觸過的片狀石墨的一層或多層，把它卷成一個(gè)圓的管子，然后把兩端封閉起來。這種碳管的直徑是零點(diǎn)幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米。單個(gè)的納米碳管肉眼是看不見的，只能在電子顯微鏡下才能看見。 納米材料和納米科技，給我們的生活帶來更多的利益。例如日光浴，可能引起皮膚癌。由于納米科技材料的發(fā)展，人們生產(chǎn)出含有很多納米氧化鈷和氧化鋅微粒的防曬霜，這些顆粒對(duì)紫外線有很強(qiáng)的吸收能力，涂上這種防曬霜，人們的皮膚可以得到很好的保護(hù)；把某些納米顆粒和纖維混合在一起織成布，可以制得防紫外線、有殺菌除臭作用的衣服；有一種含納米材料的醫(yī)用材料，具有自潔能力和殺菌功能。在傳統(tǒng)的玻璃或墻地磚的表面涂敷一層氧化鈷納米顆粒，這種材料表面臟了以后，很快可以自潔。光線照到這種玻璃表面，會(huì)使上面的臟東西發(fā)生反應(yīng)而除去。 納米材料在軍事上也有廣泛的應(yīng)用，如制作隱形材料?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭，有很多先進(jìn)的探測(cè)手 段。雷達(dá)電磁波，可以探測(cè)到飛機(jī)、坦克；紅外探測(cè)使人在黑暗中看清對(duì)方陣地的一切。在這種情況下，為保護(hù)自己，就得有一種隱身手段。在海灣戰(zhàn)爭中，美國的飛機(jī)能在40多天中，出動(dòng)一千多架次轟炸伊拉克95％的軍事目標(biāo)，自己卻很少損失。一個(gè)重要的原因是美國的軍用飛機(jī)Fll7的表面涂有隱身材料納米氧化鋁、氧化鐵等。納米涂層，可以使電磁波被大部分吸收或透過。伊拉克的坦克。沒有隱身，能被美國的紅外線探測(cè)到，在夜間也能被空對(duì)地導(dǎo)彈擊中。 納米技術(shù)包括研制納米材料和些相關(guān)的技術(shù)，是以納米材料為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一類新 技術(shù)。比如，山納米材料組成的納米器件、納米機(jī)器人的研制等。納米機(jī)器人?？梢愿鶕?jù)我們的意愿在人體血管里游動(dòng)，它可以到達(dá)人的腦部，清除腦血栓，將堵塞的血管打通。納米器械可以通過人為的方法把原子、分子進(jìn)行一定的排布，得到人們所需要的材料。納米器件發(fā)展之后。常見的硅單晶制作計(jì)算機(jī)的尺寸，可以大大減小。未來的納米器件非常小，而存儲(chǔ)能量卻大得難以想象。例如，可以把國家圖書館的資料裝到一塊芯片上。 納米材料和納內(nèi)米技術(shù)問世以來的20年中。大致完成了材料創(chuàng)制、性能開發(fā)階段。現(xiàn)在正步人完善工藝和全面應(yīng)用階段。預(yù)期它將在信息、通訊、微電子、環(huán)境、醫(yī)藥等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在世界各國包括美國、日本等都投入很大的力量研究納米材料。圍繞納米材料、納米技術(shù)形成的產(chǎn)業(yè)，其前景看好。把某些納米細(xì)粉，加在輪胎、塑料里，可以增強(qiáng)塑料、輪胎的彈性、耐火性。例如，把納米陶瓷加進(jìn)橡膠，可以起到阻燃作用。電線用這種材料包裹，不容易起火。 如果用于飛機(jī)輪胎，它會(huì)更結(jié)實(shí)、更耐磨損且不易起火。如把納米的氧化鈷加到油漆里作填料，這種油漆形成的漆膜，表面很光滑，硬度高，外觀漂亮，可以抗刻畫。在衣料里加入納米粉料，可以起到防形變、防靜電、防電磁波輻射等作用。在建筑物的表面涂上一層納米防輻射材料，電磁波就不會(huì)發(fā)生折射，我們家庭廣播電視信號(hào)質(zhì)量就會(huì)提高，空中電磁波的數(shù)量也會(huì)減少。利用納米的孔隙，做成納米篩子，就可以用來篩分子，篩原子。這在化工等領(lǐng)域用途十分廣泛。這些新材料產(chǎn)業(yè)，在西方一些國家已經(jīng)開始大量發(fā)展，它的市場(chǎng)是非常大的。據(jù)預(yù)測(cè)，xx年納米材料結(jié)構(gòu)器件市場(chǎng)容量約為6375億美元；納米材料薄膜器件市場(chǎng)容量為340億美元，納米粉體、納米復(fù)合陶瓷及其他復(fù)合材料市場(chǎng)容量為5457億美元，納米超精度加工技術(shù)市場(chǎng)容量為422億美元，納米晶體材料及其生長技術(shù)市場(chǎng)容量為238億美元。 如果用人類使用的材料種類來劃分歷史，有遠(yuǎn)古的舊石器、新石器時(shí)代，古代的陶瓷、青銅器時(shí)代，工業(yè)革命的鋼鐵時(shí)代。20世紀(jì)70年代的硅單晶材料的出現(xiàn)，給我們帶來計(jì)算機(jī)和信息革命?，F(xiàn)在，納米材料的出現(xiàn)，也會(huì)帶來一次技術(shù)革命，使人們的生活發(fā)生了很大變化。一些科學(xué)家認(rèn)為，納米科學(xué)將成為本世紀(jì)的核心。 年級(jí) 　初三 學(xué)科 化學(xué) 版本 期數(shù) 內(nèi)容標(biāo)題 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩 分類索引號(hào) 　　G.623.2 分類索引描述 　教學(xué)法 主題詞 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩 欄目名稱 　教案精選 供稿老師 審稿老師 錄入 一校 二校 審核