纳米材料是指尺寸在1nm到100nm的材料。这种材料由于尺寸很小,因而具有许多与传统材料截然不同的性质。例如,通常的金属材料大多是银白色光泽的,而纳米金属材料却是黑色的。
(1)1 nm是( )
A.1×10 -7 m B.1×10 -8 m
C.1×10 -9 m D.1×10 -10 m
(2)纳米材料具有特殊性质的原因之一是由于它具有很大的表面积,即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大得多。假定某原子直径为0.2 nm,则可推算在边长1 nm的小立方体中,共有_________个原子,其表面有_________个原子,内部有_________个原子。由于处于表面的原子数目很多,其化学性质应__________(填“很活泼”“较活泼”或“不活泼”)。
(3)利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件,用以测定在某些环境中指定气体的含量。这种气敏元件是利用了纳米材料具有的_________作用。
解析:
(1)nm是长度单位,1 nm=1×10-9m。 (2)由1 nm÷0.2 nm=5,可知边长为1 nm的正方形可堆积5×5 =25个原子,而边长为1 nm的立方体可堆积5层直径为0.2 nm的原子,共堆积25×5=125个原子。边长为1 nm的立方体的上、下两面各可堆积25个直径为0.2 nm的原子,前、后两面还可各堆积15个直径为0.2 nm的原子,最后左、右两面只能各堆积9个直径为0.2 nm的原子,所以边长为1 nm的立方体表面有25×2+15×2+9×2=98个直径为0.2 nm的原子,内部则有125-98=27个直径为0.2 nm的原子。由于纳米颗粒处于表面的原子数目很多,分散程度很大,吸附作用很强,所以该纳米材料的化学性质很活泼。(3)这种气敏元件是利用了纳米材料对特定气体的强吸附作用。答案:(1)C (2)125 98 27 很活泼 (3)吸附
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