Номер 5, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 11. Агрегатные состояния веществ и фазовые переходы - номер 5, страница 83.

Условие.

5. Что такое жидкие кристаллы? Каковы особенности строения молекул и свойств этих веществ? Где используются жидкие кристаллы?

Решение.

Решение 2.

Что такое жидкие кристаллы?

Жидкие кристаллы — это особое фазовое состояние вещества, которое проявляет свойства как жидкости (например, текучесть), так и твёрдого кристалла (например, анизотропия, то есть зависимость свойств от направления). В отличие от обычных жидкостей, где молекулы расположены хаотично, и кристаллов, где они образуют жёсткую трёхмерную решётку, в жидких кристаллах существует упорядоченность в ориентации молекул, но отсутствует строгий порядок в их расположении. Это промежуточное состояние, называемое мезофазой, существует в определённом температурном интервале между твёрдой и жидкой фазами.

Ответ: Жидкие кристаллы — это состояние вещества, промежуточное между твёрдым кристаллом и жидкостью, которое характеризуется текучестью и анизотропией свойств.

Каковы особенности строения молекул и свойств этих веществ?

Особенности строения молекул:
Молекулы веществ, способных образовывать жидкокристаллическую фазу, как правило, имеют вытянутую, палочкообразную или дискообразную форму. Такая анизометрия (неодинаковость размеров по разным направлениям) является ключевым фактором для формирования упорядоченной структуры. Длинные молекулы могут легко ориентироваться параллельно друг другу под действием внешних сил.

Особенности свойств:
Основным свойством жидких кристаллов является анизотропия физических свойств, таких как диэлектрическая и магнитная проницаемость, электропроводность, вязкость и, что наиболее важно для практического применения, оптических свойств (показатель преломления, поглощение света). Это означает, что эти свойства различны при измерении вдоль и поперёк оси преимущественной ориентации молекул. Например, свет, поляризованный в одном направлении, может проходить через жидкий кристалл, а в другом — нет. Важнейшей особенностью является их высокая чувствительность к внешним воздействиям. Ориентацией молекул в жидких кристаллах можно легко управлять с помощью электрических или магнитных полей, а также изменением температуры, что приводит к изменению их оптических свойств.

Ответ: Молекулы жидких кристаллов имеют вытянутую или дискообразную форму. Главные свойства — это сочетание текучести, как у жидкостей, и анизотропии (зависимости физических свойств от направления), как у твёрдых кристаллов. Их оптические свойства могут изменяться под воздействием электрического поля и температуры.

Где используются жидкие кристаллы?

Благодаря уникальной способности изменять свои оптические свойства под действием электрического поля, жидкие кристаллы нашли широчайшее применение в технике. Наиболее известная область их использования — это жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи, или LCD). Они применяются в:

• мониторах компьютеров и ноутбуков;
• экранах телевизоров;
• дисплеях смартфонов, планшетов и цифровых камер;
• электронных часах и калькуляторах;
• информационных табло и индикаторах в различной аппаратуре.

Кроме того, жидкие кристаллы используются в:

• термометрах и термоиндикаторах, так как некоторые их виды меняют цвет в зависимости от температуры;
• «умных» стёклах (smart glass), способных изменять свою прозрачность;
• оптических затворах, модуляторах света и переключателях в волоконно-оптических линиях связи.

Ответ: Жидкие кристаллы в основном используются в жидкокристаллических дисплеях (экраны телевизоров, мониторов, смартфонов), а также в термометрах, «умных» стёклах и различных оптических устройствах.