等离子体高中化学概念

等离子体的化学特性及形成原因第一章等离子体概念等离子体是由大量的自由电子和离子组成、且在整体上表现为近似电中性的电离气体．它与大家熟悉的物质三态(固态、液态和气态)一样是物质存在的又一种聚集态，所以人们又把等离子体称为物质第四态，或称为等离子态。

首先在组成上，电离气体与普通气体明显不同。

后者是由电中性的分子或原子组成的，前者则是带电粒子和中性粒子组成的集合体。

在性质上，电离气体与普通气体有着本质区别。

首先，它是一种导电流体，而又能在与气体体积相比拟的宏观尺度内维持电中性。

其二，气体分子间并不存在净电磁力，而电离气体中的带电粒子间存在库仑力，由此导致带电粒子群的种种集体运动。

再者，作为一个带电粒子系，其运动行为会受到磁场的影响和支配。

固此，这种电离气体是有别于普通气体的一种新的物质聚集态。

按聚集态的顺序，列为物质第四态．鉴于无论部分电离还是完全电离，其中的正电荷总数和负电荷总数在数值上总是相等的，故称为等离子体。

简而言之，等离子体就是指电离气体，它是电子、离子、原子、分子或自由基等粒子组成的集合体。

第二章等离子体的存在一般来说，人们对固、液、气“三态”十分熟悉，而对等离子态却可能比较陌生．这是因为在地球表面环境中，通常不具备等离子体产生的条件．例如在地球表面空气里，由于宇宙射线的作用每秒在1cm3内大约只产生5对离子．这相对于标淮状态下的气体密度来，实在是微乎其微．因此只有在特定条件下，才能看到自然界的等离子体现象，如闪电和极光等．与地球上的情况截然不同，在茫茫宇宙中，99％以上的物质都呈等离子态．太阳就是一个灼热的等离子体火球，恒星、星际空间和地球上空的电离层也都是等离子体．因此，就整个宇宙而言，等离子体是物质存在的普遍形式。

其实，我们周围也有许多人工发生的等离子体。

最常见的是霓虹灯管中的辉光放电、电弧和荧光灯管中也都存在等离子体。

人们在实验室中最早研究的等离于体也是通过气体放电获得的。

在一定条件下，物质的各态之间可以互相转化而物质的不同聚集态对应着物质粒子(原子、分子和离子)排列的不同有序程度。

一、什么是等离子体？等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。

等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。

二、什么是带电粒子的自由行程？如何计算？举例计算。

平均自由程指的是带电粒子不和其他粒子碰撞的一段距离，一般来说都是取平均自由程。

它表征的物理含义是：空间里的带电粒子热运动的宏观碰撞的几率。

三、带电粒子的产生和消失方式？带电粒子产生方式有两种：一是气体分子本身发生电离（包括撞击电离、光电离、热电离等多种形式），二是气体中的固体或液体金属发生表面电离（包括正离子撞击阴极表面、光电效应、热电子发射，强场发射等）；带电粒子在电场的驱动下作定向运动，在到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流。

四、放电的基本类型有哪些？各有什么特点？放电分为辉光放电，电弧放电，火花放电，电晕放电和介质阻挡放电。

辉光放电最显著的特征是正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内，其特点是气压不大，功率小，电流密度小，放电区占据整个空间；电弧放电特点是电流增大时,极间电压下降,弧柱电位梯度也低，每厘米长电弧电压降通常不过几百伏，有时在1伏以下；火花放电特点是火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。

伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低；电晕放电特点是它只在极不均匀电场中出现，且随电压升高光层扩大；介质阻挡放电是在电晕放电时，继续升高电压，从电晕电极伸展出的明亮通道现象.。

等离子体的基本性质及其应用
1 等离子体的概念
定义：等量正电荷和负电荷载体的集合体。

具有零总电荷。

由电子、任一极性的离子，以基态的或任一激发态形式的任何高能状态的原子、分子以及光量子组成的气态复合体。

产生过程：
（1）对气体物质继续升高温度，气体分子的热运动会越来越剧烈；
（2）当温度足够高时，构成分子的原子获得足够大的动能后，会彼此分离，分子分裂成原子；
（3）进一步升高温度，原子的外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，最终能使构成气体的分子乃至原子变成带正电荷的例子。

和通常的电解质电离不同，它不是在溶液中靠溶剂分子（水）帮助发送电离，而是在高温气态中发生。

发生了电离（无论是部分电离还是完全电离）的气体，虽然在某些方面跟普通气体有相似之处，但它们的主要性质却发生了本质的变化。

在气体中电离成分只要超过千分之一，它们的行为就主要由离子和电子之间的库仑作用力支配，中性粒子之间的相互作用退居次要地位，而且电离气体的运动受磁场的影响非常明显，它是一种导电率很高的导电流体，是物质三态之外的另一状态，被称为第四态，宏观上呈电中性，因而又称它为等离子体。

分类：
（1）高温等离子体，又称平衡等离子体，它的电子和分子或原子类粒子都具有非常高的温度
（2）低温等离子体，又称非平衡等离子体，电子温度仍然很高，分子或原子类粒子的温度却较低，通常在几百度以下，染整加工主要应用这种等离子体。

温度是表现微观粒子热运动的剧烈程度，在等离子体中的微观粒子包括电子和气体粒子，因此有电子温度和离子温度两种温度概念。

由于电子与电子通过碰撞交换能量，容易达到热力学平衡，具有一定温度，即电子温度。

【笔记】第⼀章等离⼦体的定义引⾔等离⼦体⼴泛存在于宇宙中在地球外部，恒星的内部及⼤⽓层、⽓态星云和⼤量的星际氢都处于等离⼦体状态，因此，说宇宙中物质的99 ％以等离⼦体状态存在——也就是以带电⽓体的形式存在，⼀点都不夸张。

因为由于⾼温它们的原⼦离解成正离⼦和负电⼦。

在地球内部，也可以看到许多等离⼦体现象，如闪电、北极光、⽕箭尾焰、⽇光灯等，只是由于它们或被封闭在容器中、或存在的时间短暂，才不会对⼈类产⽣⼤的影响。

但有时还是给⼈类带来危害，如闪击、被尾焰灼伤等。

感谢地球！1. 1 等离⼦体在⾃然界的存在⼈们经常说, 宇宙中物质的 99% 以等离⼦体状态存在, 也就是以带电⽓体的形式存在, 它们的原⼦离解成正离⼦和负电⼦. 这种估计也许不是很精确, 但鉴于恒星的内部及⼤⽓层、⽓态星云和⼤量的星际氢都是等离⼦体, 这种估计⽆疑是合理的. 在我们周围, 只要⼀离开地球的⼤⽓, 就遇到了构成范艾伦辐射带 (Van Allen radiation belts) 和太阳风 (solar wind) 的等离⼦体. 然⽽, 我们⽇常⽣活中所遇到的等离⼦体却只限于⼏个实例: 内电、北极光 (aurora borealis) 的柔和辉光、荧光管或䨘虹灯内的导电⽓体、⽕箭尾⽓内的少量电离. 我们⽣活在宇宙的 1% 之中, 在我们这⾥, 等离⼦体并不天然地存在.从萨哈⽅程 (Saha equation) 可以看到上述论点的理由, 萨哈⽅程告诉我们, 处于热平衡的⽓体的电离量是n in n≈2.4×1015T3/2n ie−U i/KT这⾥, n i和n n分别是已电离原⼦和中性原⼦的密度 (每⽴⽅厘⽶的粒⼦数), T是⽓体温度 (K),K是玻尔兹曼常量, U i是⽓体的电离能——使最外层电⼦离开原⼦所需的尔格数 (本书⽤ cgs-esu 单位) . 对于室温下的普通空⽓, 我们可以取n n≈3×1019 cm−3 (习题1-1), T≈300 K,U i≈14.5eV (对氮⽓), 其中 1eV= 1.6×10−12erg. ( 1erg =1×10−7 J)从⽅程 (1-1) 预期的电离分数n i/n n+n i≈n i/n n是微乎其微的n in n≈10−122当⽓体温度升⾼时, 在KT达到U i的⼏分之⼀以前, 它⼀直保持低电离度. 温度再升⾼, n i/n n急剧增加, ⽓体就处于等离⼦态. 温度的进⼀步增加, 使得n n低于n i, 等离⼦体最终变成完全电离的. 这就是在温度达百万度的天体中存在等离⼦体, ⽽地球上不存在等离⼦体的理由. ⽣物很难与等离⼦体共存⼀⼀⾄少不能与我们谈到的那类等离⼦体共存. 在⾼温下等离⼦体的⾃然存在是 “物质第四态”名称的来由.虽然我们并不想强调萨哈⽅程, 然⽽应当指出它的物理意义. ⽓体中原⼦的热能具有⼀个分布, 当原⼦偶尔受到⼀次⾼能 (⾜够打出⼀个电⼦) 碰撞时, 原⼦就被电离. 在冷⽓体中, 由于⼀个原⼦必须通过⼀系列 “有利的碰撞” 才被加速到远⾼于平均值的能量, 因此这种⾼能碰撞很少发⽣. ⽅程 (1-1) 中的指数因⼦表⽰快速原⼦数随U i/KT指数下降. ⼀旦⼀个原⼦被电离, 它就保持带电直到遇到⼀个电⼦时为⽌; 那时, 它极可能与⼀个电⼦复合⽽再次变成中性原⼦. 复合率显然依赖于电⼦密度, 我们认为电⼦密度与n i相等, 所以平衡离⼦密度应当随n i减少, 这就是⽅程 (1-1) 右边出现因⼦n−1i的原因. 恒星际媒质中存在等离⼦体是由于n i值低( 约每 cm3⼀个), 因⽽复合率低.等离⼦体的定义当然, 不是任何电离的⽓体都能称作等离⼦体; 在任何⽓体中总会存在某些⼩电离度. 下⾯是⼀个有⽤的定义:等离⼦体是带电粒⼦和中性粒⼦组成的表现出集体⾏为的⼀种准中性⽓体.现在, 我们必须确定 “准中性” (quasineutral) 和 “集体⾏为” (collective behavior）的意义. 准中性的意义将在第 1.4 节清楚地䦶述. “集体⾏为” 所包含的意义如下:考虑作⽤在⼀个分⼦ (如普通空⽓的⼀个分⼦) 上的⼒. 由于分⼦是中性的, 在分⼦上不存在净电磁⼒, ⽽重⼒是可以忽略的. 在这个分⼦与另⼀个分⼦碰撞前, 它不受扰动地运动, 这些碰撞⽀配了粒⼦的运动. 作⽤在中性⽓体上的宏观⼒ (像扬声器产⽣的声波) 通过碰撞传给单个原⼦. 在有带电粒⼦的等离⼦体中, 情况则完全不同. 当这些电荷到处运动时, 它们能引起正电荷或负电荷的局部集中, 就产⽣了电场. 电荷的运动也引起电流, 因⽽产⽣磁场. 这些场影响了远处其他带电粒⼦的运动.我们考虑等离⼦体中相距为r的两个稍许带电区域的相互影响 (图 1-1). A 和 B 之间的库仑⼒随 1/r2减⼩⽽减⼩. 然⽽, 对给定的⽴体⾓ (即 Δr/r=常数), B 中能影响 A 的等离⼦体体积随r3增加⽽增加. 所以, 即使相距很远的等离⼦体元也存在相互作⽤⼒. 正是这个长程库仑⼒给出了等离⼦体种类繁多的可能运动, 并且丰富了称作等离⼦体物理学的研究领域.事实上, 最有意义的结果是关于所谓 “⽆碰撞” 等离⼦体, 在那⾥长程电磁⼒与普通局部碰撞引起的⼒相⽐是如此之⼤, 以⾄于可以完全忽略后者. “集体⾏为” 这个词指的是不仅取决于局部条件⽽且取决于远距离区域等离⼦体状态的运动.()“等离⼦体” 这个词看来是⼀个误称, 这个词来⾃希腊⽂πλ˙ασµα,−ατ0ξ,τ˙δ, 它多少带有塑造或制造的含义. 由于集体⾏为, 等离⼦体并不趋于顺从外界影}1.2 等离⼦体的定义什么是等离⼦体？定义：等离⼦体是由带电粒⼦和中性粒⼦组成的、表现出集体⾏为的、⼀种准中性的⽓体。

等离子体的组成
《等离子体的组成》
一、等离子体的概念
1、等离子体（plasma）是一种特殊的物质状态，是由离子及其中性粒子组成的相互关联的大量电离质子。

它是由原子核、电子、原子核外的质子，以及其它离子和中性粒子组成的稀薄气体，其中电离质子的比例接近于中性粒子的比例，可能具有放电现象及相应的化学反应。

2、等离子体是一种普遍存在的、极其广泛的物理状态，出现在太空、太阳、宇宙中等，是宇宙的主要组成部分之一。

二、等离子体的组成
1、等离子体是由质子、电子、原子核以及其他离子和中性粒子组成的。

电子比离子多，它们组成的电流和磁场体系对应离子的绝缘体系结构维持着等离子体的结构。

2、等离子体中的离子和电子是由原子或分子的电离分裂而来的，原子或分子的电离反应由电离能决定。

3、等离子体中的离子和电子由外加的电场、磁场、热运动及相对论效应组成。

如果等离子体被激发了，则会发生很多物理和化学反应，这些反应多是由电子和离子之间的相互作用导致的。

4、等离子体还可以由分子的离解而产生，其中的离子可以在电场强度下受到加速，并形成分子碎片。

三、等离子体的应用
1、等离子体可以用于制备特殊形状或尺寸的细颗粒，这些颗粒可用来改变物质的物理性质。

2、等离子体可用于改变物质的物理性质，如改变表面结构、形变等。

3、等离子体可以用来提高分子束的能量，从而改变物质的结构及功能。

4、等离子体在太空科学和恒星物理中有重要的应用，它可以用来分析太空物质的组成及结构，以及探索宇宙大爆炸的机制。

等离子体名词解释等离子体（plasma）是一种自由离子、离子对和电子的物质组合，这些粒子的组合是处于非常高的温度和能量水平，从而产生了一个非常特殊的状态。

等离子体处理在物理化学领域中相当重要，研究人员在制造过程中利用它们来控制和处理物质。

等离子体是一个潜在的状态，它是由电子、离子、原子和分子组成的混合物，它们位于热能量和电g量之间，而这些粒子形成了一个统一的系统，以某种形式存在于热能和电能之间。

等离子体可以用于众多不同的应用，其中最常见的应用是它可以被用于有机合成，有机合成技术可以用来生产精确可控的高纯量产品，而等离子体可以用于提高有机合成的效率，从而极大地改善生产环境。

等离子体也被用于某些医学技术，包括用于治疗和检测癌症。

通过控制等离子体的温度，医生可以有效地治疗各种癌症，而无需切入患者的皮肤。

等离子体也可以用于检测癌症，它可以分析病人的尿液中的活细胞，从而检测出癌症的发病率和恶化率。

此外，等离子体还被广泛用于材料处理，它可以用于增强材料的性能，改善材料的耐用性，改变材料的物性及增加材料的抗腐蚀性。

例如，等离子体可以用于表面涂覆，这可以提高部件的耐磨性和耐腐蚀性。

等离子体在太空技术中也发挥了重要作用，例如，它可以用于太空站旋转结构上，从而控制飞行器的方向和尺寸，并可以用于太空飞船的发动机，提高发动机的效率。

等离子体在其它行业中也有许多应用，例如在工业上它可以被用来杀死工厂中的有害微生物，以保护工厂员工的健康。

它也可以用于广播和传播信息，例如在室内与室外的视频展示，以及无线电系统中传输和接收信息等。

从上述内容可以看出，等离子体是一个非常有用而重要的技术，在物理学、化学、太空技术和其它工业技术中都被广泛采用。

等离子体可以帮助我们更好地理解物质的本质，并为各行各业的发展做出巨大的贡献。

什么是等离子体等离子体(plasma)又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。

它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。

等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。

等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。

等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。

物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的、带负电的电子构成。

当被加热到足够高的温度或其他原因，外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，就像下课后的学生跑到操场上随意玩耍一样。

电子离开原子核，这个过程就叫做“电离”。

这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均匀的“浆糊”，因此人们戏称它为离子浆，这些离子浆中正负电荷总量相等，因此它是近似电中性的，所以就叫等离子体。

构成看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99%。

21世纪人们已经掌握和利用电场和磁场产生来控制等离子体。

最常见的等离子体是高温电离气体，如电弧、霓虹灯和日光灯中的发光气体，又如闪电、极光等。

金属中的电子气和半导体中的载流子以及电解质溶液也可以看作是等离子体。

在地球上，等离子体物质远比固体、液体、气体物质少。

在宇宙中，等离子体是物质存在的主要形式，占宇宙中物质总量的99%以上，如恒星(包括太阳)、星际物质以及地球周围的电离层等，都是等离子体。

为了研究等离子体的产生和性质以阐明自然界等离子体的运动规律并利用它为人类服务，在天体物理、空间物理、特别是核聚变研究的推动下，近三、四十年来形成了磁流体力学和等离子体动力学。

等离子体发生器等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，整体呈中性的物质状态。

什么是等离子体？还有什么情况下产生？等离子(等离子态,电浆,英文:Plasma)是一种电离的气体, 由于存在电离出来的自由电子和带电离子, 等离子体具有很高的电导率,与电磁场存在极强的耦合作用.等离子体由克鲁克斯在1879 年发现,"Plasma"这个词,由朗廖尔在1928 年最早采用等离子体是存在最广泛的一种物态,目前观测到的宇宙物质中,99%都是等离子体. 等离子态在宇宙中广泛存在,常被看作物质的第四态(有人也称之为"超气态") . 人造的等离子体: 荧光灯,霓虹灯灯管中的电离气体; 核聚变实验中的高温电离气体; 电焊时产生的高温电弧. 地球上的等离子体: 火焰(上部的高温部分) 闪电;大气层; 中的电离层;极光. 宇宙空间中的等离子体:恒星;太阳风;行星际物质;恒星际物质;星云. 等离子体可分为两种:高温和低温等离子体.以上提到的是高温等离子体,高温等离子体的温度,可以高达 1 亿摄氏度.现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域.例如:等离子电视,婴儿尿布表面防水涂层, 增加啤酒瓶阻隔性. 更重要的是在电脑芯片中的蚀刻运用, 让网络时代成为现实. 等离子态常被称为"超气态", 它和气体有很多相似之处, 比如: 没有确定形状和体积,具有流动性,但等离子也有很多独特的性质. 这种物质的第四基本形态,就是等离子态(体) .那么,什么是等离子态呢? 在等离子体中,电磁力起主要作用,使原本普通的物质内部出现新的运动形态,比如电子,离子的集体振荡. 等离子体虽然看不见摸不着,但它并不是虚无没用的,相反,它具有相当神奇广泛的作用,因此被称为"法力无边的隐形魔术师". 如:令萨达姆闻风丧胆的隐形武器.在海湾战争中,美国投入了一种新研制出来的隐形飞机,深人到伊拉克腹地进行侦察活动,充分掌握了伊军的布防情况,而伊军对之却毫无办法,因为这种侦察飞机采用了等离子体技术,等离子体具有的屏蔽效应,使雷达无法探测到它的踪迹.在科索沃战争中,以美国为首的北约的隐形侦察机,隐形轰炸机更是大肆发挥了它的威力.英,美, 俄等国都在致力于将等离子(体) 技术应用于军事方面.采用了等离子体技术后,飞机,导弹可以减少飞行阻力30%以上,因此大大提高了飞机,导弹的飞行速度和机动性能.等离子体还可以降低飞机,导弹的防热防护标准和飞行的轰鸣声等.俄罗斯正在开发一种新型的等离子武器,能通过将大气层电离产生的高温高能量,形成一个能量巨大的等离子大气环境区域,将在该区域的天空,太空中飞行的飞机,导弹和航天器击毁. "绿色","清洁"的动力来源. 随着社会的不断发展和人们生活的日益丰富繁荣, 对于电力的需求量也将越来越大.传统的发电技术在为人类做出贡献的同时,也"惹"下不少麻烦,污染了环境,对自然生态和人类健康造成了不小的损害.而且它们的发电效率也不高,所采用的发电来源又大多是不可再生的自然资源.所以,科学家一直在努力寻求一种先进.高效又无污染的发电技术. 而等离子体发电技术正好就能圆科学家们的这一梦想. 等离子体的发电原理是:将带电的高温流体,以极高的速度喷射到稳定的强磁场中,电磁场对带电流体(粒子)施加磁力作用而产生电,直接由热能转变为电能.与传统的火力发电方式相比,等离子体发电具有两大突出特点:一是发电效率高.等离子体发电技术利用发电装置所排泄的温度很高的废气余热来产生蒸汽,以驱动汽轮发电机,从而构成等离子体——汽轮发电的组合发电方式,发电有效率可比火电提高百分之五十以上.二是对环境的污染很轻.等离子发电由于温度很高, 流体燃料燃烧得很充分, 同时, 还因为添加了一些材料, 与发电过程中产生的废气——硫,进行反应,生成硫酸钾等化合物, 所以就没有太多的废气废碴污染环境.此外,等离子发电机输出功率的大小,取决于带电流体的运动速度和磁场的强度.加快等离子体的喷射速度,提高磁场的强度,其发电功率就大.如果运用高能量的流体燃料,并配置高速启动装置,那么等离子体发电机的功率可以达到一千万千瓦,完全能够满足大规模用电的要求.等离子技术还可以运用到核能发电方面. 在超高温高压和超强磁力的约束下,等离子技术能够用氢的同位素(如重氢——氖) ,对受控的热核聚变反应予以控制,进行原子能发电.2000 年 1 月,日本的某热核聚变装置,已经通过给超导体线圈供电,将等离子体的温度升至5 千万摄氏度,并计划在2001 年提高到 1 亿摄氏度,以实现热核聚变反应所必需的高温高压状态下的等离子体. 工业生产神奇的"魔法师". 对于等离子体的不断研究,产生了诸如等离子体物理学,等离子体化学,等离子电子学等边缘学科.等离子在金属加工,显示(器) 技术,微波和超声速流体力学等民用工业的广泛领域,都有重要而神奇的应用. 在金属加工方面,用高温等离子气流,可以切割用普通氧气切割法难以切割的高硬度高熔点金属,如不锈钢,镍基合金等.等离子体还可以用于金喷镀,焊接和钻孔等作业. 在等离子体化学方面, 由于等离子体的化学反应能量大, 温度高, 因此,特别适用进行高熔点金属的熔炼与提纯,制成性能优异的高温耐热金属材料,如特种钢和合金钢,以及非金属水晶等. 等离子体化学还可以实现高温耐热材料的低温合成, 以及单晶体材料的低温生长;生产非晶硅太阳能电池;制作高温超导体薄膜等. 等离子体化学应用于微电子技术,包括等离子体蚀刻工艺,等离子体显微,等离子体除胶等方面,更是为大规模,超大规模集成电路的更新换代,奠定了重要的工艺技术基础. 等离子体距民众生活最近,最重要的应用,就目前来说,应当算是等离子体显示器技术. 传统的显示器包括显像管(应用于电视,电脑等)和液晶显示器(用于电子表,计算器,仪表,笔记本电脑等) ,它们在工业生活的许多领域广泛应用.但两者在独具优点的同时,又各有缺陷或局限, 难以满足显示技术的新需求.等离子体显示器的诞生,为显示技术开辟了一个新的天地.它们的优点是体积小,重量轻,图像清晰,可制成超薄平板式等,并可突破传统的显像管和液晶显示这样分明的界限,实现两者的融合通用. 随着等离子体技术的不断发展,更加广泛的应用,等离子体这种看不见摸不着的物质第四态,将会露出"庐山真面目",被越来越多的人所认识和喜爱.等离子体目前在电子行业也有着其广泛的运用，比如说在线路板和电子产品行业应用最多的等离子清洗设备，等离子真空设备等等。

等离子体名词解释等离子体是一种物理状态，它由原子和分子的混合组成，表现为少量离子和大量电子所组成的微小体系。

它是一种非常宽泛的状态，可以出现在惰性气体、高温等环境中，也可以受到化学反应的抑制。

等离子体是一种复杂的材料，能够实现在特定情况下，物质和能量的热力学相互作用。

等离子体由离子，电子和原子组成，因此也被称为电离气体或者带电气体。

它被用来描述物质状态和性质，而不是物质的理化性质，它的凝聚态特性取决于电离度和温度的物理参数。

离子的特性取决于离子化学物质的组成，而电子的特性取决于能量，浓度和热力学参数。

等离子体是一种体系，具有充满活力的性质，可用于许多应用领域，如空气净化、微波处理、电子装配、态势诊断等等。

它们可以在空气中自发形成，或者被特定的设备和设施进行控制。

等离子体的用途包括分解、混合、反应、聚合、沉积、控制，这是由其极性和节点单元的组合所给出的。

等离子体存在的状态可以有三种：温度非常低的情况下出现的离子液体，温度中等的情况下出现的等离子体，以及温度较低的情况下出现的湿等离子体。

等离子体在高温和高压下可以形成非常强大的能量，用于热力学反应，可以在短时间内实现很高的温度和压力，这些温度和压力可以达到几万度或几十兆帕。

此外，等离子体还应用于等离子体化学分析，是一种准确的，快速的分析手段，可以用于分离和检测有机物质、离子以及微量有机分子的结构。

等离子体及其分子还可以用于许多领域，如细胞治疗、生物追踪、分子传感器、材料改性等。

等离子体的优势还在于广泛的应用范围。

它可以用于高精度的材料表面处理、光学电子表面塑料金属改性、电子元器件封装制造、半导体表面处理和航空机械装配等。

等离子体可被用作催化剂，抑制反应，调控化学反应速率，以及活化、净化和分解物质，它对材料的性能有很大的改善。

总之，等离子体的多样性和可控性使其有许多应用前景，它可以用于制造和处理许多种材料，而且在很多科学研究中，等离子体也可以起到很好的作用。

等离子体(plasma)1.定义等离子体(plasma)又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。

它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。

等离子体——物质的第四态等离子体是由克鲁克斯在1879年发现的，1928年美国科学家欧文·朗缪尔和汤克斯（Tonks）首次将“等离子体”（plasma）一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态。

等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。

等离子体温度分别用电子温度和离子温度表示，两者相等称为高温等离子体；不相等则称低温等离子体。

低温等离子体广泛运用于多种生产领域。

例如：等离子电视，婴儿尿布表面防水涂层，增加啤酒瓶阻隔性。

更重要的是在电脑芯片中的时刻运用，让网络时代成为现实。

等离子体发生器高温等离子体只有在温度足够高时发生的。

恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99%。

低温等离等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。

等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。

等离子体造就的宇宙和自然奇观:星云太阳表面极光闪电利用等离子体的化学活性：等离子体化学活性很高，能够在温和的条件下使很多活化能较高的反应顺利进行。

最重要的反应是含卤素的等离子体对于硅的刻蚀，这是制备各种微电子器件的关键步骤。

等离子体还广泛应用于各种薄膜的沉积，包括硅、金刚石、各种氮化物、碳化物以及金属。

在污染物降解、杀菌、合成气重整、聚合反应等领域等离子体化学都有独特的优势。

由等离子体增强化学气相沉积制备的用于太阳能电池的非晶硅薄膜由于等离子体在低温下具有高活性的特点,等离子体增强化学气相沉积( PECV D)技术可显著降低薄膜沉积的温度范围。

等离子体定义等离子体是具有电离性的带电粒子流。

它包括未电离的原子离子、电子和离子季子在其中，它们缓慢地在电场作用下运动，并相互作用。

等离子体一般是由电路中的电弧产生的，也可以在一小室，如有限气隙，以及化学反应定位仪中产生。

离子流可以再细分为具体的类型，根据所处状态，可以动态分为热等离子体和冷等离子体。

热等离子体通常建立在温度高于绝热温度的情况下，即温度处于大于10,000克氏开尔文（K）的范围中。

此时，电子的相对移动能量被释放，而子核仍处于非常稳定的电离状态，它们之间没有接触，无法发生物理反应。

这通常是在光子辐射下通过热源维持温度，使原子转化为电子束等离子体的情况。

热等离子体可以用于合成新物质，它的应用有：x射线等离子体聚焦回旋器、纳米级材料的合成、火花等离子体、臭氧分解以及原子分解等。

冷等离子体的温度通常小于绝热温度，即在10,000K以下，电子的移动能量保持在不够电离的水平，但子核仍处于电离稳定状态，由此构成了冷等离子体。

冷等离子体有多种应用：将其用于磁共振成像（MRI）、电化学制备氧化物和载体、电化学沉积/刻蚀、原子力显微镜（AFM）和化学反应定位。

等离子体是一种具有电离特性的带电粒子流，最常见的应用之一是X射线等离子体聚焦器（FIT），可用于介质分子的处理及改性，以增加其粘合性和抗紫外线性。

此外，还可用于薄膜的处理、完整性判断和体积估算等。

它还能用于磁共振成像，如在多孔固体或Tag标记中，用于表征和估算水杨酸、子实体弹性酶等。

此外，等离子体还被广泛应用于材料处理、清洁和特种涂覆、生物诊断和分析等方面。

其主要的优势在于可以大大简化操作，减少时间，降低成本，以及可变得更容易控制、可改良疗法，减少污染。

综上所述，等离子体的应用多样，它可以用于电离、合成新物质、材料处理、生物诊断分析等多个领域，用途极为广泛。

它可以帮助我们高效地开展许多重要技术，而且具有可靠性高、成本低、操作简单等优势，因此，等离子体将在未来技术发展中具有重要作用，为社会发展做出积极的贡献。

第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识一、物质的聚集状态1. 物质三态间的相互转化【注】①物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。

②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。

2．物质的聚集状态物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。

【拓展】1.等离子体①概念：由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上电中性的气态物质。

②是一种特殊的气体，存在于我们周围。

③存在：日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里。

2.液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。

二、晶体与非晶体1.晶体把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。

常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。

根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。

2.非晶体把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。

常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。

3.晶体与非晶体的本质差异【注】宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。

4.晶体的特性(1)自范性①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件：晶体生长的速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。

(2)各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。

(3)晶体有固定的熔点。

(4)外形和内部质点排列的高度有序性。

(5)X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。

【注】非晶体排列相对无序，无自范性、无各向异性、无固定熔点。

5.获得晶体的途径(1)熔融态物质凝固。

①凝固速率适当，可得到规则晶体。

②凝固速率过快，得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。

等离子体概念及应用特点>1、什么是等离子体等离子体和固体、液体或气体一样,是物质的一种状态。

对气体施加足够的能量使之部分离化便成为物质的第四态——等离子体。

等离子体指部分或完全电离的气体，且自由电子和离子所带正、负电荷的总和完全抵消，宏观上呈现中性电。

等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固相、液相、气相外，物质存在的第四态。

看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99％。

现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体。

等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。

低温等离子体的电子温度远高于离子温度，离子温度甚至可与室温相当。

所以低温等离子体是非热平衡等离子体，低温等离子体中存在着大量的、种类繁多的活性粒子，比通常的化学反应所产生的活性粒子种类更多、活性更强，更易于和所接触的材料表面发生反应，因此它们被用来对材料表面进行改性处理。

现在低温等离子体表面处理广泛运用于金属、微电子、聚合物、生物功能材料、低温灭菌及污染治理等多种领域。

与传统的方法相比，等离子体表面处理具有成本低、无废弃物、无污染等显著的优点，同时可以得到传统的化学方法难以达到的处理效果。

2、等离子体表面处理的优点与传统的工艺相比较，等离子体技术应用的优点包括：1、不会改变基体固有性能，改性作用仅仅发生在表面，约几到几十个纳米。

2、全程干躁的处理方式，无需溶解剂和水，不产生污染，因而节约能源，降低成本。

3、作用时间短，反应速率高，加工对象广，能显著提高产品质量。

4、工艺简单、操作方便，生产可控性强，产品一致性好。

5、属于健康型工艺，对操作人员身体无害。

等离子清洗原理的概述>等离子体是物质的一种存在状态，通常物质以固态、液态、气态三种状态存在，但在一些特殊的情况下有第四中状态存在，如地球大气中电离层中的物质。

一、选择题1．下列说法正确的是A．“超分子”是相对分子质量比高分子更大的分子B．“液晶”是将普通晶体转化形成的液体C．“等离子体”是指阴阳离子数相等的晶体D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上都是碳单质答案：D解析：A．“超分子”是由小分子组装而成的具有一定高级结构的巨分子，其有确定的分子组成，但其相对分子质量要比高分子小很多，A错误；B．“液晶”是一类特殊的物质存在状态，既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，而不是将普通晶体转化形成的液体，B错误；C．“等离子体”又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，不是指阴阳离子数相等的晶体，C错误；D．石墨烯、碳纳米管虽然性能各异，本质上元素组成仅有C元素，因此属于碳元素的一种碳单质，D正确；故合理选项是D。

2．我国的超级钢研究居于世界领先地位。

某种超级钢中除Fe外，还含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%。

下列说法中错误的是A．上述五种元素中，有两种位于周期表的p区B．超级钢的晶体是金属晶体C．X-射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构D．超级钢中存在金属键和离子键答案：D解析：A．上述五种元素中，C、Al的最外层电子都分布在p轨道，所以它们位于周期表的p区，A正确；B．超级钢属于合金，它的晶体中只存在金属键，所以属于金属晶体，B正确；C．X-射线衍射实验，可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析，从而确定超级钢的晶体结构，C正确；D．超级钢是金属晶体，因此只存在金属键，不存在离子键，D不正确；故选D。

3．下列叙述中，不正确的是()A．微粒半径由小到大顺序是H＋＜Li＋＜H－B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子C．[Cu(NH3)4]2＋中H提供接受孤对电子的空轨道D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为四面体结构答案：C解析：A．H＋核外无电子，半径最小，Li＋和H－核外电子排布相同，H－核电荷数较小，半径较大，即半径H＋＜Li＋＜H－，A正确；B．杂化轨道形成的键都是σ键，而双键、三键中的π键都是未杂化的轨道形成的，故杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子，B正确；C．[Cu(NH3)4]2＋中Cu2+给出空轨道，N提供孤对电子，C错误；D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若无孤电子对，则为四面体结构，若有孤电子对，则为三角锥形或V形，D正确。

等离子体的概念从在学校里的时候起，我们就一直习惯于认为物质有三态：固态、液态和气态。

通常见到的物质基本上是以固体、液体或气体三态中的任一态存在。

在一定的温度和压力下，某一物质的存在状态取决于构成物质的分子间力和无规则热运动剧烈程度在宏观上的表现。

在较低温度下，分子无规则热运动不太剧烈，分子在分子间力的作用下被束缚在各自平衡的位置附近做微小的振动，分子排列有序，表现为固态。

温度升高时，无规则热运动剧烈到某一程度，分子的作用力已不足以将分子束缚在固定的平衡位置附近做微小振动，但还不至于使分子分散远离，这时就表现为具有一定体积而无固定形态的液态。

温度在升高时，无规则热运动进一步加剧，分子间力已无法使分子间保持一定的距离，这时分子相互分散远离，分子的移动几乎是自由移动，这就表现为气态。

可见，在一定的条件下物质的三态之间可以相互转化，各种物态之间可以相互转化，各种物态之间的相互转化都和温度（T ）、压强（p ）有关，那么，对气态物质进一步加热，当温度足够高时，构成分子的原子也获得足够大的动能，开始彼此分离，这一过程称为离解。

在此基础上进一步提高温度，就会出现一种全新的现象，原子的外层电子将摆脱原子核的束缚而成为自由电子，失去电子的原子变成带正电的离子，这一过程叫做电离。

由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞也会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（如蜡烛的火焰）。

把物质的这种状态称为物质的第四态，即等离子体（plasma ）。

因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中的正离子和电子的总数大致相等，总体看来为准电中性。

从更广泛的意义上讲，有些固体、液体也呈现等离子体特征。

固体金属中的晶格上正离子和运动的自由电子构成固体等离子体，半导体中电子和空穴也构成固态等离子体。

电解质溶液（比如食盐水溶液）内部有数目相等的运动着的正钠离子和负离子，也能导电，该溶液也属于等离子体。