Question

納米材料是指尺寸在1 nm到100 nm的材料。這種材料由于尺寸很小，因而具有許多與傳統(tǒng)材料截然不同的性質(zhì)。例如，通常的金屬材料大多是銀白色光澤的，而納米金屬材料卻是黑色的。據(jù)推測，納米材料和納米技術(shù)會(huì)引起生產(chǎn)和日常生活各方面革命性的變化，是21世紀(jì)新技術(shù)發(fā)展的前沿。

(1)1 nm是（   ）

A.1×10^-7m                    B.1×10^-8m

C.1×10^-9m                    D.1×10^-10m

(2)納米材料具有特殊性質(zhì)的原因之一是由于它具有很大的表面積，即相同體積的納米材料比一般材料的表面積大得多。假定某原子直徑為0.2 nm，則可推算在邊長1 nm的小立方體中，共有_________個(gè)原子，其表面有_________個(gè)原子，內(nèi)部有_________個(gè)原子。由于處于表面的原子數(shù)目很多，其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)__________(填“很活潑”“較活潑”或“不活潑”)。

(3)利用某些納米材料與特殊氣體的反應(yīng)可以制造氣敏元件，用以測定在某些環(huán)境中指定氣體的含量。這種氣敏元件是利用了納米材料具有的_________作用。

Answer 1

解析：(1)nm是長度單位，1 nm=1×10^-9m。

(2)由1 nm÷0.2 nm=5，可知邊長為1 nm的正方形可堆積5×5 =25個(gè)原子，而邊長為1 nm的立方體可堆積5層直徑為0.2 nm的原子，共堆積25×5=125個(gè)原子。邊長為1 nm的立方體的上、下兩面各可堆積25個(gè)直徑為0.2 nm的原子，前、后兩面還可各堆積15個(gè)直徑為0.2 nm的原子，最后左、右兩面只能各堆積9個(gè)直徑為0.2 nm的原子，所以邊長為1 nm的立方體表面有25×2+15×2+9×2=98個(gè)直徑為0.2 nm的原子，內(nèi)部則有125-98=27個(gè)直徑為0.2 nm的原子。由于納米顆粒處于表面的原子數(shù)目很多，分散程度很大，吸附作用很強(qiáng)，所以該納米材料的化學(xué)性質(zhì)很活潑。

(3)這種氣敏元件是利用了納米材料對特定氣體的強(qiáng)吸附作用。

答案：(1)C　(2)125　98　27　很活潑　(3)吸附