当前位置：文档之家› 无机材料工学参考

无机材料工学参考

绪论

1、无机非金属材料：某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。

2、陶瓷：广义定义——经高温烧制的无机非金属材料的总称。

精确定义——用天然原料或人工合成的粉状化合物，经成形和高温烧结制成的，由金属和非金属元素构成的多晶固体材料。

3、陶器瓷器区别

4、现代陶瓷分类

原料

1、粘土：粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。

2、粘土的组成：通常指化学组成、矿物组成和颗粒组成。

化学：当粘土中的杂质含不多，主要是由一种粘土矿物组成时，常可根据粘土的化学组成来初步估计其主要粘土矿物的种类。

矿物：陶瓷工业所用粘土中的主要粘土矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）等三种，另外还有较少见的水铝石。

颗粒;颗粒组成指粘土中不同大小颗粒的百分含量。粘土矿物颗粒很细，其直径一般在1～2μm。蒙脱石、伊利石类粘土比高岭石类细小。

3、粘土的工艺性质

（1）可塑性当粘土与适量的水混练后形成泥团，此泥团在外力作用下产生变形但不开裂，当外力去掉以后，仍能保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。

表示方法：常用“可塑性限度（塑限）——指粘土或坯料由粉末状态进入塑性状态时的含水量”、“液性限度（液限）——是指粘土或坯料由塑性状态进入流动状态时的含水量”、“可塑性指数”、“可塑性指标”和相应含水率等参数来表示粘土可塑性的大小。

影响因素：

（2）结合性：指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一定干燥强度的能力。

粘土的结合性由其结合瘠性料的结合力的大小来衡量，而结合力的大小又与粘土矿物的种类、结构等因素有关。一般而言，可塑性强的粘土其结合力也大。

（3）离子交换性粘土颗粒带有电荷，其来源是[SiO4]四面体中的Si4+被Al3+取代而出现负电荷，为了保持粘土颗粒表面的电价平衡，粘土颗粒在水系统中则吸附其他异电荷离子。然而，被吸附的离子又会被其他同性电荷的离子置换，发生离子交换。

离子交换的能力用交换容量来表示，即100g干粘土所吸附能交换的阳离子或阴离子的数量，单位为mol×10/g。

粘土离子交换能力的大小除与离子性质有关外，还与粘土矿物的种类、有序度、分散度、粘土中有机物的含量和粘土矿物的结晶程度等因素有关。

（4）触变性粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低，泥浆的流动性会增加，静置后恢复原状。此外，当泥浆放置一段时间后，在原水分不变的情况下会出现变稠和固化现象。这种性质我们叫它为触变性。

粘土泥浆的触变性以厚化度（或稠化度）来表示，厚化度是以泥浆粘度变化之比或剪切应力变化的百分数表示。反映泥浆触变性的厚化系数是泥浆放置30min及30s后的相对比。（5）收缩性粘土泥料在干燥时颗粒间的水分排出，颗粒互相靠拢，引起体积收缩，称为干燥收缩。当粘土泥料煅烧时，由于发生一系列物理化学变化，粘土泥料再度收缩，称为烧成收缩。成型试样经干燥、煅烧后的尺寸总变化称总收缩。

粘土收缩常以线收缩及体收缩来表示：

（6）烧结性粘土是由多种矿物组成的物质，它无固定熔点，而是在一个较大的温度范围内逐渐软化。气孔率收缩率

（7）耐火度粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。它反映了材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性。

它的高低由物料的化学组成、分散度、液相在其中所占比例以及液相粘度等所决定。

是将欲测粘土制成高30mm、下底边长为8mm、上顶边长为2mm的截头三角锥，两截面平行，一条边与底面垂直，干燥后，直角边与基板成85°角，在电炉中以一定升温速度加热，当加热到锥顶端软化弯倒至底平面时的温度，即为该试样的耐火度。

4、石英砂的性质：石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于

KOH 溶液，熔点1750℃。

石英晶型转变的作用：工艺控制：若制品中含有石英时，可以通过控制升温和冷却速率，来避免体积效应引起的开裂。石英粉碎：如将石英加热到1000～1100℃，后急冷，使其内部产生微裂纹，便于粉碎。

5、长石类：长石是熔剂性原料。在陶瓷坯料、釉料和玻璃配合料中作为熔剂的基本组分。

6、其他陶瓷原料：

钙质原料——碳酸钙、方解石、石灰石、白云石

镁质原料——滑石加热时，于600℃左右开始脱水，在880～970℃范围内结构水完全排出，滑石分解为偏硅酸镁和SiO2—3MgO ·4SiO2·H2O → 3(MgO ·SiO2) + SiO2 + H2O

由于滑石多为片状结构，破碎时易呈片状颗粒，不易粉碎。故在使用前需将其预烧，以破坏其片状结构。煅烧温度为1200～1350℃。

原料加工及坯料制备

1、原料预处理：原料的精选、原料的预烧和风化、原料的合成

2、坯料的制备—破碎：对块状固体物料施加外力，使之克服内聚力，分裂为若干碎块的作业过程。种类相应设备：

球磨机：利用筒体内的研磨体与物料反复撞击、研磨，将各种物料混合均匀并达到一定细度的机械。

转速：当球磨机内径小于1.25m 时：D n /

40= 当球磨机内径大于1.25～1.75时：D n /35= 当球磨机内径大于1.7m 时：D n /32=

料、球、水的比例约为1：（1.5～2）：（0.8～1.2）。

经过本工序，各种具有一定配比的原料，加水后，充分混合均匀并磨细，获得含水分约45% ～60%的陶瓷原料混合体——泥浆。

环辊磨机（俗称雷蒙机）：工作时，将需要粉碎的物料从主机罩壳侧面的进料口中加入机内，依靠悬挂在主机梅花架上的磨辊装置，绕着垂直轴线公转，同时本身自转，由于旋转时离心力的作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，使铲刀铲起物料，送到磨辊与磨环之间，加磨辊的滚转而达到粉碎物料之目的。

风选过程：

3、过筛和除铁过筛筛分就是把固体颗粒分成大小相等的不同粒子组。

除铁是减少产品的色斑，增加白度的重要措施。一般采用磁选机和恒磁铁块除铁。湿式除铁比在粉料状态下的干式除铁效果好。—适用日用陶瓷

4、泥浆的脱水和造粒

脱水：一种是机械脱水（压滤法），可得到含水量为20～25％的坯料；

经过本工序后，使含水分约45% ～60%的泥浆变成了含水量为20～25％的泥料，但水分分布不均匀，需经过练泥工序方可使用。

一种是热风脱水（喷雾干燥），可得到含水量在8％以下的坯料。喷雾干燥器其关键是雾化（分散）、干燥（热交换）、造粒六个字。

经过本工序后，得到含水量在8％以下，具有一定粒度的球形粉料。也就是说，喷雾干燥可使泥浆变为粉料。

5、练泥：排除泥饼中的残留空气、使泥料组织结构均匀，从而提高泥料的致密度和可塑性，改善成形性能，进而提高坯体的干燥强度和瓷器的机械强度。

真空练泥的目的：增加可塑性；水分均匀；减少气孔。

经过上述工序，可获得含水量为20～25％的可塑泥料。

总结途径

成型（书上是型）

1、成型：陶瓷成形简单地说，将制备好的坯料制成具有一定大小形状的坯体的过程称之为成形。

成形是将配合料制成浆体、可塑泥团、半干粉料或熔体，经适当的手段和设备变成一定形状制品的过程。

成形三要素：★动力毛细管力、机械剪切力、压力；★模具钢模、石膏模；★性能适宜的坯料。

成形的种类：

选择成形方法选择的依据：产品的形状和大小。

2、注浆成形：将陶瓷坏料制成流动的泥浆，注入模型，依靠模具的脱水左右二成型的工艺。有空心注浆（单面）、实心注浆（双面）。

3、P97石膏模型：由半水石膏（CaSO4·1/2H2O）加过量的水调成石膏浆，经浇注、硬化、干燥制成。

半水石膏有两种晶型。一为α－半水石膏，是在蒸汽存在的条件下，加压蒸煮而得。二为β－半水石膏，它是在空气中常压炒制所获得的。（吸水性问题）β－半水石膏的晶体较小，比表面较大，固其调和水量较高且初凝和终凝速度快，用它制作石膏模时，其吸水率较高而强度较低。而α－半水石膏反之。陶瓷工业都是用β－半水石膏制造模型。

4、塑性成形：利用模具或刀具等运动所产生的外力（如压力、剪力、挤压等）使可塑泥料产生塑性变形而制成某种形状的制品的工序。

有：.拉坯成形、旋坯成形、.滚压成形—将上述型刀改为滚压头，对石膏模内的泥料进行碾压延展的一种成形方法。分为阳模滚压和阴模滚压两种。

5、压制成形：将粉状的坯料在钢模（橡胶模）中压成致密坏体的一种成形方法。

干燥

1、干燥和脱水的区别：脱水的方法一般有三种：★根据水和物料的密度不同实现重力脱水，如沉淀等；★利用机械的方法脱水，如压滤等；★用加热的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的。

—用加热的方法达到除去物料中部分物理水分的过程称之为干燥。

2、物料中水分的性质：结构水（水分参与物料的构造}、.吸附水（物料周边的水膜、渗透水和细毛细管水）、自由水

3、干燥三过程：传热过程、外扩散过程、内扩散过程

4、三个阶段：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段

烧成

1、动力：从热力学观点来看，烧成是是系统总能量减少的过程。粉碎后的粉料比块状物料具有较大的比表面积和较高比表面能，晶格缺陷也高的多，任何体系都有向最低能量转变的趋势，这就是烧成过程的动力。

2、P139坯、釉在烧成过程中的物理化学变化——四阶段

㈠低温预热阶段（室温～300℃）此阶段主要是排除坯体干燥后的残余水分

质量减轻、气孔增加、体积收缩

㈡氧化分解阶段（300℃～950℃）⑴炭素和有机物的氧化；

⑵硫化铁的氧化；

⑶碳酸盐、硫酸盐的分解；

⑷结晶水的排出；

高岭石脱水Al2O3·2SiO2·2H2O →Al2O3·2SiO2（偏高岭石）+ 2H2O↑(400～600℃)

⑸晶型转变石英在573℃时，β–SiO2石英迅速转变为石英β–SiO2，体积膨胀％；在870℃石英缓慢地转变为鳞石英，体积膨胀16%。

由粘土脱水分解生产的无定形Al2O3，在950℃时转化为γ–Al2O3，随温度的再升高，与SiO2反应生成莫来石。

㈢高温玻化成瓷阶段（950℃～最高烧成温度）

⑴氧化分解阶段未完成的反应继续进行；

⑵熔融长石与低共熔物构成瓷坯中的玻璃相；粘土颗粒及石英部分地熔解在这些玻璃相中；未被熔解颗粒间地空隙逐渐被玻璃物质填充，体积增加，密度提高。

⑶高温下，粘土中高岭石的转变：Al2O3·2SiO2 →Al2O3+2SiO2

Al2O3（无定形）→γ- Al2O3

3（γ- Al2O3）+2SiO2→3Al2O3·2SiO2一次莫来石

3（Al2O3·2SiO2）→3Al2O3·2SiO2+ 4SiO2二次莫来石

⑷由于玻璃相及莫来石的生成，制品的强度增加，气孔率减少，坯体急剧收缩。

⑸釉料熔融成为玻璃体

㈣冷却阶段（最高烧成温度～室温）

⑴随着温度降低，液相析晶，玻璃相物质凝固；

⑵游离石英的晶型转变，石英在573℃时，α–SiO2石英迅速转变为石英β–SiO2，体积收缩0.82％；α–方石英转变为β–方石英，体积收缩2.8％。

3、烧成制度的确定P141

㈠烧成温度制度的确定：①升温速度的确定②烧成温度及保温时间的确定③冷却速度的确定

㈡气氛制度

窑内气氛性质是根据燃烧产物中游离氧的含量来决定的。

若游离氧含量为4％～5％时，为氧化气氛，又称普通氧化焰，简称氧化焰；

若游离氧含量为8％～10％时，为强氧化气氛，又称强氧化焰；

若游离氧含量为1％～1.5％时，为中性气氛，又称中性焰；

若游离氧含量为0～1％时，而CO≈4％～8％为还原气氛，又称还原焰。

㈢压力制度预热负压，烧成正压，冷却正压

4、隧道窑：由预热带、烧成带、冷却带组成三带用途

性能

1、陶瓷强度的控制和脆性的改善：原因：裂纹、错位、气孔；脆性：材料在外力作用下瞬间断裂；解决：减少缺陷，增韧。

2、坯体组成的表示方法

（1）配料量表示法直接列出所用原料的名称和质量比（各种原料的质量比为100）如：焦宝石40、石英30、粘土15滑石5、石灰石7、长石3

（2）化学组成表示法用坯料中各种化学组分所占的质量百分数来表示

（3）试验式表示法用各种氧化物莫尔数来表示坯料组成的一种方法

3、计算★例P315

釉料及色料

1、釉是覆盖在陶瓷坯体表面上的一层极薄的玻璃体。

2、釉的作用：使坯体对液体或气体具有不透过性；

覆盖坯体表面并使之具有美感；

防止沾污陶瓷并使之清洁容易；

与坯体作用使之成为整体。

3、.釉的熔融温度范围：始熔温度至流动温度间的温度范围称作釉的熔融温度范围。

当圆柱试样受热至形状开始变化，棱角变园的温度称为始熔温度。试样变成半园球的温度称为全熔温度。试样流散开来，高度降至原有的时的温度称为流动温度。

4、坯釉适应性：陶瓷坯体与釉层有相互适应的物理化学性质，使釉层不剥落、不开裂的性质。釉层剥脱和开裂的根本原因是釉层所受的应力超过了釉层的强度或坯釉间的结合强度。所以，控制釉层应力是解决坯釉适应性问题的关键。

无机材料科学基础答案

1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素就是硅氧四面体网络连接程度) 在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 与BaO 、PbO 等,随加入量增加,粘度显著下降。在含碱金属的硅酸盐熔体中,当Al2O3/Na2O ≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用,从而提高粘度。一般加入Al2O3、SiO2与ZrO2有类似的效果。流动度为粘度的倒数,Φ＝粘度的理论解释:绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT) 自由体积理论η＝B exp ［］＝Ａexp( ) 过剩熵理论η ＝ Cexp ［＝ Cexp( ) 2、非晶态物质的特点 :近程有序,远程无序 3、玻璃的通性 (1)各向同性(若有应力,为各向异性) (2)介稳性 (3)熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性 4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度与特点钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明:熔融温度范围内,粘度为50~500dPa·s 。工作温度范围粘度较高,约103~107dPa·s 。退火温度范围粘度更高,约1012、5~1013、5 dPa·s 。 Tg-脆性温度、退火温度,Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。在250～335 kJ/mol 为——中间体,其作用介于玻璃的网络形成体与网络变性体之间。 6、玻璃形成的热力学观点: 熔体就是物质在TM 以上存在的一种高能状态。据随温度降低,熔体释放能量大小不同,冷却途径分为结晶化,玻璃化,分相 ΔGv 越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃。 ΔGv 越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。玻璃形成的动力学观点: 过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点相互吸引而聚结与吸附在晶核表面,有利于成核。过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难,难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大。过冷度与成核速率Iv 与晶体生长速率u 必有一个极值。玻璃形成的结晶化学观点: (1)、键强(孙光汉理论) 熔点低的氧化物易于形成玻璃 (2)、键型三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃。 )(00T T KV -α0T T B -)(0T T C D P -?0T T B -η1

无机化学课程自评报告

《无机化学》课程自评报告 1.教研室概况 1.1师资队伍教研室目前在编教师２人，其中教授１人，讲师1人２。3５岁以下青年教师１人，主讲教师具有硕士以上学位或讲师以上职称,在职博士1人。 1．2承担教学任务本课程组近三年承担的教学任务： 2０04级12个班的无机化学、2005级７个班的无机化学、200６级７个班的无机化学理论教学和５2个实验教学班的实验教学及2003级8个班、２004级8个班、2005级5个班的普通化学理论和42个实验教学班实验课教学。虽然承担的教学任务较重还是保质保量的完成了教学任务。 2.师资队伍建设高水平的师资队伍是保证课程改革与建设，提高教学质量的关键。多年来教研室一直重视师资队伍的建设,目前形成了一支学术水平较高、有崇高的师德和敬业精神的师资队伍。 2.1师资结构高级职称教师比例：课程组具有高级职称的教师１人,占课程组人数的5０%。 2.２教书育人教师的师德和教风,不仅直接关系到教学质量的高低，还对学生的世界观、价值观、人生观的形成有着直接的影响，因此，教研室高度重视学风的建设。老教师身体力行，以严谨的科学态度和高度的责任心，以“传、帮、带”的形式传给青年教师，使教研室保持了科学、严谨、认真、负责的优良传统。近几年由于扩

招,工作量不断增大,不管承担多大的教学任务,教师以高度的责任心，做到作业全批全改。教师还利用课余时间和学生谈心,密切了师生关系,受到学生的好评。杨云老师获得2004学年度天津商学院优秀教师。 2.３学术水平和教学水平 2.3．1师资培养建设一支结构合理、相对稳定、热爱教学、勇于创新的教师队伍是实现教学目标的根本保证。无机化学课程组现有教授1人，省部及有突出贡献的专家1人,享受国务院特殊津贴专家１人,讲师１人。教研室非常重视师资队伍建设,在教学任务繁重的情况下,采取多种方式制定了提高教师素质的计划，现有1人在职攻读博士学位,准备07－０8年底,再送一名教师攻读博士，争取到08年,实现课程组教师队伍都具有硕士以上学历。随着招生规模的扩大和选修课的增加，计划近5年引进博士生1—2名；5年内晋升1副教授，使课程组教师在学历层次,年龄结构、职称比例,学缘关系更趋合理,教学和科研水平有较大幅度提高。 2.3.2学术水平近三年教研室的全体教师积极参加科学研究和教学研究工作，共承担校级课题两项,发表教改论文1篇,学术论文10余篇,其中SCＩ收录3篇。马书林老师获得２0０4年度天津商学院科研贡献奖。杨云老师获得天津商业大学2006年度科研贡献奖。 2.3.3教学水平高级职称教师全部为本科生授课，授课率达１00%。所有主讲教师都具有硕士学位或讲师以上职称。能系统开出两门课的比率1０0％。 20０6年教学论文《如何做好普通高校工科无机化学教学之我见》发表于天津商学院高教研究。 3．深化教学改革，提高教学质量 3.1建立无机化学教学课程体系我们根据多年的教学经验及工科院校人才培养的要求,通过近两年大纲的修改，制订出符合学校办学方针相一致的《无机化学》课程教学大纲，优化与重组

新型无机非金属材料有哪些

新型无机非金属材料有哪些新材料全球交易网新型无机非金属材料有哪些？“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务，请关注“新材料全球交易网”。一、重要概念 1、新型无机非金属材料（1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。（2）包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷（1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。（2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。 3、玻璃（1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。（2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 5、耐火材料耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料（1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）（2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石（3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

大学《无机化学》第四版习题答案

无机化学（第四版）答案第一章物质的结构 1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有种含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不计，问：不计3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子？ 1-2 天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C 和13C），在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰？ 1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。54%，81Br 80。9163占49。46%，求溴的相对原子质量（原子量）。 1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。97u和204。97u，已知铊的相对原子质量（原子量）为204。39，求铊的同位素丰度。 1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）：m（AgBr）

=1。63810：1，又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。868和35。453，求碘得相对原子质量（原子量）。 1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别？ 1-7 设全球有50亿人，设每人每秒数2个金原子，需要多少年全球的人才能数完1mol金原子（1年按365天计）？ 1-8 试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3～4位？ 1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实？ 1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重点突破锁定高考热点探究规律方法熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO 2＋2C===== 高温Si ＋2CO ↑，FeO ＋C===== 高温Fe ＋CO ↑。 4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si 是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 6．一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO 2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 7．一般情况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸性：H 2CO 3＞H 2SiO 3，却能发生如下反应：Na 2CO 3＋SiO 2===== 高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。 8．一般情况，非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢，但C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 。 9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO 3＋H 2O===H 2SO 4，但SiO 2不溶于水，不与水反应。题组训练

1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素() A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定解析该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si

工科无机化学练习题

化学热力学初步练习选择题： 1 .对于任一过程，下列叙述正确的是 ** A 、体系所作的功与反应途径无关 C 、体系所吸收的热量与反应途径无关 2.某反应在标准状态和等温等压条件下， A >A rH m ° > 0 A rS m °>0 C 、"H m ° > 0 A rS m °< 0 3 . CO(g)的 A f H m ° 等于 ** A 、CO(g)的摩尔燃烧热 1 C 、C(石墨)+— 02(g) = CO(g)的A rH m ° 2 (B ) B 、体系的内能变化与反应途径无关 D 、以上叙述均不正确 (D ) B 、A rH m °< 0 A rS m °< 0 D 、A rH m °< 0 A rS m ° > 0 (C ) B 、CO(g)的摩尔燃烧热的负值 D 、2 C(石墨)+ 02(g) = 2 C0(g) 的A rH m ° 4 .稳定单质在298 K , 100 kPa 下，下述正确的是 A 、S m °,A f G m ° 为零 C 、S m °不为零，A fH m °为零 5.一个体系从一个特定的开始状态到终止状态总是有 A 、Q 途径1 = Q 途径2 C 、(Q + W )途径 1 =( Q + W )途径 2 6 .下列单质在298K 时的A f H m °不等于零的是* ** (C ) B 、A fH m ° 不为零 D 、S m °, A f G m ° ,A fH m °均为零 *** (C ) B 、W 途径 1 = W 途径2 D 、A U = =0，与途径无关 A 、Fe(s) B 、C(石墨) C 、Ne(g) D 、Cl 2(l ) AI 2O 3，释放出30.92 kJ 的热，贝U AI 2O 3的标准摩尔生成焓为(铝的原子量为 27 ) ** A 、30.92 kJ mol -1 B 、一 30.92 kJ mol -1 C 、一 27 X 30.92 kJ mol D 、一 54 X 30.92 kJ mol 在任何温度都能自发进行的条件是 ** 7 .在25 C, 1.00 g 铝在常压下燃烧生成 (D )

几种新型无机材料简介

专业论文学校：天水师范学院班级：2012级应化1班姓名：汪治华学号：20122060155

几种新型无机材料简介材料是人类生存和发展的物质基础，也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。这里简单介绍几种新型无机材料。 ●氮化硅陶瓷材料氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）陶瓷是一种高温结构陶瓷材料，属于无机非金属材料。在Ｓｉ３Ｎ４中，硅原子和氮原子以共价键结合，使Ｓｉ３Ｎ４具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。它在１２００℃的工作温度下可以维持强度不降低。氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等，广泛应用于现代高科技领域。工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Ｓｉ３Ｎ４： 3Si+2N2 Ｓｉ３Ｎ４采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Ｓｉ３Ｎ４： 3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl 除Ｓｉ３Ｎ４外，高温结构陶瓷还有SiC，ZrO2，Al2O3等。 ●砷化镓半导体材料砷化镓（GaAs）是一种多用途的高技术材料。除了硅之外，GaAs已成为最重要的半导体材料。砷化镓是亮灰色晶体，具有金属光泽，质硬而脆。GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。它在常温下比较稳定，不与空气中的氧气和水作用，也不与HCl，H2SO4等反应。砷化镓是一种本征半导体，其禁带宽度比硅大，工作温度比硅高（50～250）℃，引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。GaAs中电子运动速度快，传递信息块，GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量，它具有将电能转换为光能的性能，可作为发光二极管的发光组分，也可以制成二极管激光器，用于在光纤光缆中传递红外光。 ●氧化锡气敏材料气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求，因此促进了气敏陶瓷的发展。1962年以后，日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究，并取得突破性进展。

无机材料科学基础陆佩文课后答案

2-1 名词解释（a ）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b ）刃型位错和螺型位错（c ）类质同象与同质多晶解：（a ）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。（b ）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。（c ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 2-6（1）在CaF 2晶体中，弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，肖特基缺陷的生成能为5.5eV ，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度？（k ＝1.38×10－23J/K ）（2）如果CaF 2晶体中，含有百万分之一的YF 3杂质，则在1600℃时，CaF 2晶体中时热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。解：（1）弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，小于肖特基缺陷形成能5.5eV ，所以CaF 2晶体中主要是弗仑克尔缺陷，肖特基缺陷可忽略不计。-----------1分当T ＝25℃＝298K 时，热缺陷浓度为： 242319298 1006.2)2981038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f ----2分当T ＝1600℃＝1873K 时，热缺陷浓度为： 423191873 107.1)18731038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f -----2分（2）CaF 2中含百万分之一（10－ 6）的YF 3时的杂质缺陷反应为： Ca F Ca CaF V F Y YF ''++??→??62223 由此可知：[YF3]=2[Ca V '']，所以当加入10－ 6YF3时，杂质缺陷的浓度为： 73105][2 1][-?==''YF V Ca 杂--------------------1分此时，在1600℃下的热缺陷计算为： Ca i Ca V Ca Ca ''+→?? x x ＋5×10－ 7 则：8241089.2)107.1()exp(][]][[--???=?=?-==''kT G k Ca V Ca f Ca Ca i 即：871089.21 )105(--?=?+x x ，x ≈8.1×10－4 热缺陷浓度： 4101.8][-?=≈''x V Ca 热------------------1分

无机材料科学基础复习重点

第二章、晶体结构缺陷 1、缺陷的概念 2、热缺陷（弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷）热缺陷是一种本征缺陷、高于0K就存在，热缺陷浓度的计算影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构）弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 3、杂质缺陷、固溶体 4、非化学计量化合物结构缺陷（半导体）种类、形成条件、缺陷的计算等 5、连续置换型固溶体的形成条件 6、影响形成间隙型固溶体的因素 7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度）缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较幻灯片6 8、缺陷反应方程和固溶式 9、固溶体的研究与计算写出缺陷反应方程→固溶式、算出晶胞的体积和重量→理论密度（间隙型、置换型）→和实测密度比较 10、位错概念刃位错：滑移方向与位错线垂直，伯格斯矢量b与位错线垂直螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量b与位错线平行混合位错：滑移方向与位错线既不平行，又不垂直。幻灯片7 第三章、非晶态固体 1、熔体的结构：不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系 2、非晶态物质的特点 3、玻璃的通性 4、 Tg 、Tf ,相对应的粘度和特点 5、网络形成体、网络改变（变性）体、网络中间体玻璃形成的结晶化学观点：键强，键能 6、玻璃形成的动力学条件 (相变)，3T图 7、玻璃的结构学说（二种玻璃结构学说的共同之处和不同之处） 8、玻璃的结构参数 Z可根据玻璃类型定，先计算R，再计算X、Y 注意网络中间体在其中的作用。 9、硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别 10、硼的反常现象幻灯片8 第四章、表面与界面 1、表面能和表面张力，表面的特征 2、润湿的概念、定义、计算；槽角、二面角的计算改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、

大一工科无机化学复习题完美版

《工科无机化学模拟试卷》2014.1.8 一、选择题 1．已知H2和He 的相对分子质量分别为2和4。2g H2与2gHe 混合后体系的压力为3300kPa ，则混合气体中He 的分压为：（） A 、3300 kPa B 、2200 kPa C 、1100 kPa D 、1650 kPa 2．已知：CuCl 2(s) ＋ Cu(s) ＝ 2 CuCl(s) ΔrH m Θ ＝170 kJ · mol －1 ， Cu(s) ＋ Cl 2(g) ＝ CuCl 2(s) ΔrH m Θ ＝－206 kJ · mol －1 ，则CuCl(s) 的Δf H m Θ （kJ ·mol －1）为（） A 、36 B 、18 C 、－18 D 、－36 3．反应 NH 3( l )＝NH 3(g)达到平衡时，氨蒸气压为8.57×105 Pa ，则其K Θ的数值为（） A 、8.57×105 B 、857 C 、8.75 D 、0.118 4．欲使1000 ml 0.010 mol·L －1的HAc 溶液pH ＝5.00，需加入固体NaOH 的质量(g)为（） A 、0.72 B 、0.46 C 、0.26 D 、1.12 5．已知相同浓度的盐 NaA ，NaB ，NaC ，NaD 的水溶液pH 值依次增大，则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是（） A 、HD B 、H C C 、HB D 、HA 6.某溶液中含有 KCl ，KBr 和 K 2CrO 4 ,它们的浓度均为 0.010 mol ·L －1，向该溶液中逐滴加入 0.010 mol ·L －1 的 AgNO 3 溶液时，最先沉淀和最后沉淀的是（）（已知：Ksp (AgCl)＝1.56×10－10 ，Ksp (AgBr)＝7.7×10－13 ，Ksp (Ag 2CrO 4)＝9.0×10－12 ） A 、AgBr 和 Ag 2CrO 4 B 、Ag 2CrO 4 和 AgCl C 、AgBr 和 AgCl D 、一齐沉淀 7．下列各组量子数中，合理的一组是（） A 、n ＝3，l ＝1，m ＝＋1，m s ＝＋ 21 B 、n ＝4，l ＝5，m ＝－1，m s ＝＋2 1 C 、n ＝3，l ＝3，m ＝＋1，m s ＝－21 D 、n ＝4，l ＝2，m ＝＋3，m s ＝－21 8．下列离子半径大小顺序正确的是（） A 、F －>Na ＋>Mg 2＋>Al 3＋>O 2－ B 、O 2－> F －>Na ＋>Mg 2＋>Al 3＋ C 、O 2－> F －> Al 3＋>Mg 2＋> Na ＋ D 、Na ＋>Mg 2＋>Al 3＋> F －>O 2－ 9．PH 3分子中P 原子采取的杂化类型是（） A 、s p B 、s p 2 C 、s p 3 D 、不等性s p 3 10．下列说法中正确的是（） A 、色散力仅存在于非极性分子之间 B 、极性之间的作用力称为取向力 C 、诱导力仅存在于极性分子与非极性分子之间 D 、分子间作用力小的物质，其熔点、沸点也会小于分子间作用力大的物质二、填空题 1．状态函数的特征是其变化量只决定于，而与变化的无关。在热(Q)、功(W)、焓(H)和热力学能(U)中，是状态函数，不是状态函数。 2．已知反应 NH 4Cl(s)===NH 3(g)+HCl(g) 在标准状态下能够自发进行，说明该反应的Δr G m o ,Δr S m o 。(填写：>0、<0或 =0)。 3．在300K 时反应 A(g)+B(g)==C(g) 的速度方程为v =k c (A)c 1/2(B)。其反应速度的单位是；速度常数的单位是。（浓度的单位用mol ·L -1，时间单位用s ） 4．已知反应2A(g) ===2C(g) +B(g)为一基元反应，A 的反应级数为，总反应级数为，速度方程式为。 5．可逆反应 2A(g)+B(g)===D(g)+E(g) 达到平衡时，其平衡常数表示式为K c = ，K p 与 K c 的关系为。

浅谈工科无机化学实验课程教学

浅谈工科无机化学实验课程教学摘要摘要：结合本人教学实践和针对无机化学实验课程在传统教学模式中存在的问题及无机化学实验本身的课程特点，文章设计了无机化学实验的课程教学模式，包括三个方面:重视和解决不摘要：结合本人教学实践和针对无机化学实验课程在传统教学模式中存在的问题及无机化学实验本身的课程特点，文章设计了无机化学实验的课程教学模式，包括三个方面:重视和解决不同地区学生的基础差异、注重实验方案的优化创新和完善实验教学评价体系。关键词：基础差异;实验方案;评价体系;无机化学无机化学实验是大一新生进入大学阶段初次接触的实验内容，具有承上启下的重要作用。其不仅能帮助学生巩固在课堂上学习的理论知识，锻炼基本实验技能，培养学生观察、分析和解决问题的基本科学实验能力，也是为提高学习化学的兴趣、学习后续课程和未来的科学研究及实际工作打下良好的基础[1]。很多大学新生在刚进入大学时，很难适应大学的教学模式。大学课程与高中课程的差异较大，不论是在学习方法上还是在学习的知识点的深度上，都有明显差异[2,3]。主要体现在下面几个方面。①地区差异：在高中阶段，不同地区的学生的课程设置不同。相对而言，沿海城市的教育资源比较丰富，沿海地区的学生在学习化学基础知识的同时，能够有机会在学校实验室接触到教材中提到的实验过程或实验现象，甚至有可能有自己亲自动手做实验的机会。在这样的过程中，学生不仅能学到一些基本的实验操作方法，而且能很好地帮助学生理解书本中的内容。而不少中西部地区的学生，在高中阶段仅仅只能学习课本上的知识，基本没有动手操作实验的机会。因而导致不同地区的学生的基础差异很大，使大学老师的实验课程教学实施起来困难重重且教学效果不好。②学习目的和学习方法不同：在现行的应试教育背景下，高中生的学习往往是被动的，家长和老师起主导作用。为了在高考中取得好的成绩，去一所理想的学校，在家长和老师的共同监督下，大部分的高中学生可以埋头学习考试大纲规定的考试内容。而大学需要学生们的自我学习和自我提升能力，大学老师往往只起到引导的作用，学生的学习是自主学习。高中的教学方法以提高解题能力为主而进行的大量解题技巧的练习。高中生课前预习的习惯并未得到挖掘，在课堂上更是很少记课堂笔记，课后也不会翻看课本回顾知识要点，仅仅是完成老师布置的习题任务，学生学习主动性较差，对教师有很强的依赖性。同时，由于高中升学压力的影响，学生很少有空余时间去阅读一些相关的课外资料，不能很好地拓展自己的知识体系。而在大学中，课时相对较少，但教学信息量多，知识点较深入，因此就要求学生进行课前预习，课上记笔记，课后进行大量相关书籍或资料的阅读，这样学生才能领会到知识的精髓，才有可能将其运用到以后的学习和实践中;另外，高中的教学活动都是以教材为依据的，高中化学与大学化学体系基本相同，但其深度相差较

无机功能材料

1.课堂上主要介绍了哪些无机功能材料？答：纳米材料超导材料功能薄膜材料功能转换材料梯度材料生物医用材料功能陶瓷磁性材料储氢材料 2.纳米材料有哪些基本性质？答：物理性能：表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应化学性能：表面活性及敏感性、催化性能表面效应：纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而显著增加，粒子的表面能及表面张力随着增加，物理、化学性质发生变化。小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据轨道和最低被占据的分子轨道能级，能隙变宽的现象。宏观量子隧道效应：颗粒的一些宏观物理量，如微磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，称其为宏观量子隧道效应。 3.超导材料有哪些特性？以及超导材料的分类？超导体主要具有三个特性: 零电阻性超导材料处于超导态时电阻为零,如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。

完全抗磁性超导材料处于超导态时，只要外加磁场小于临界磁场，磁场不能透入超导体内，超导材料内部的磁场恒为零。超导悬浮，就是利用超导体的完全抗磁性。约瑟夫森效应当两超导体之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变成高频交流电，而且频率与电压成正比。超导体的分类没有唯一的标准，最常用的分类如下：由物理性质分类：可分成第一类超导体（若超导相变属于一阶相变）和第二类超导体（若超导相变属于二阶相变）。由超导理论来分类：可分成传统超导体（若超导机制可用BCS理论解释）和非传统超导体（若超导机制不能用BCS理论解释）。由超导相变温度来分类：可分成高温超导体（若可用液态氮冷却就形成超导体）和低温超导体（若需要其他技术来冷却）。由材料来分类：它们可以是化学元素（如汞和铅）、合金（如铌钛合金和铌锗合金）、陶瓷（如钇钡铜氧和二硼化镁）或有机超导体（如富勒烯和碳纳米管，这可能都包括在化学元素之内，因为它们是由碳组成）。 3.功能薄膜介绍了哪些？哪些类别？以及制造方法？答：按化学组成分：无机膜有机膜复合膜按相组成分为：固体薄膜液体薄膜气体薄膜胶体薄膜按晶体形态分：单晶膜多晶膜微晶膜纳米晶膜超晶格膜按薄膜的功能及其应用领域分：电学薄膜光学薄膜硬质膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子膜装饰膜、包装膜

无机材料科学基础复习资料_百度文库

第三章练习题一、填空题 1.玻璃具有下列通性：、态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。 2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度 3.物质在熔点时的粘度越越容易形成玻璃，大于，等于，小于)时容易形成玻璃。 4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现和分相三种不同的相变过程。 5.当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2Na22O。 6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。 7. 从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。 8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2 容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。 9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加入Al2O3使熔体粘度降低。 10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。 11. 硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加， O/Si比值增大，这时熔体中高聚体数量减少。二、问答题 1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。 2) 在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。随着B2O3含量增加，B开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。 3+2+ 1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■ 2.试阐述网络形成体和网络变性体。玻璃网络形成体：其单键强度>335KJ／MOL。这类氧化物能单独形成玻璃。网络变性体：其单键强度<250KJ/MOL。这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。

工科无机化学下期末复习资料完美版

第十章氢、碱金属和碱土金属一、1、氢气的制备：实验室：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 军事上：CaH2 +2H2O → Ca（OH）2 + 2H2↑ 2、氢化物氢化物共分为离子型、共价型、过渡型离子型氢化物是极强的还原剂：TiCl4＋4NaH Ti＋4NaCl＋2H2↑ LiH能在乙醚中同B3＋Al3＋Ga3＋等的无水氯化物结合成复合氢化物，如氢化铝锂的生成。 4LiH + AlCl3 乙醚Li[AlH4] + 3LiCl 氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH4]＋4H2O=LiOH↓＋Al(OH)3↓＋4H2↑ 二、碱金属与碱土金属（铍、镁除外）元素溶于液氨，生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。碱金属M(S) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y 碱土金属M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x + 2e-(NH3) 2KNO3＋10K=6K20＋N2↑ 碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。 CaCO3CaO＋CO2↑2Sr(NO3)22SrO＋4NO2＋O2↑ 过氧化物与超氧化物过氧化物是含有过氧基（—O—O—）的化合物，可看作是H2O2的衍生物。除铍外，所有碱金属和碱土金属都能形成离子型过氧化物。 2Na＋O2Na2O2 除锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。 K＋O2=KO2 臭氧化物在低温下通过O3与粉末状无水碱金属（除Li外）氢氧化物反应，并用液氨提取，即可得到红色的MO3固体： 3MOH(S)＋2O3(g)=2MO3(s)＋MOH·H2O(s)＋1/2O2(g) 三、氢氧化物碱金属和碱土金属的氧化物（除BeO、MgO外）与水作用，即可得到相应的氢氧化物，并伴随着释放出大量的热： M2O＋H2O=2MOH MO+H2O=M(OH)2 碱金属和碱土金属的氢氧化物的碱性碱金属和碱土金属氢氧化物[除Be（OH）2外]均成碱性，同族元素氢氧化物碱性均随金属金属元素原子序数的增加而增强。氢氧化物酸碱性递变规律可用R—O—H规则表示。 RO—+H+ ←R—O—H→R++OH— 离子势φ=阳离子电荷/阳离子半径 φ的值越大，按酸式电离；反正，按碱式电离。碱金属和碱土金属溶解性碱土金属氢氧化物的溶解度比碱金属氢氧化物小得多，并且同族元素的氢氧化物的溶解度从上往下逐渐增大。四、盐类晶体类型：离子晶体，具有较高的熔沸点。颜色：碱金属离子（M+）和碱土金属离子（M2+）都是无色的。热稳定性：碱金属盐具有较高的热稳定性，唯有硝酸盐热稳定性较差。 4LiNO32Li2O＋4NO2↑＋O2↑2NaNO3 2NaNO2＋O2↑ 2KNO32KNO2＋O2↑ 第十一章过渡元素 1、钛族（1）钛的重要化合物 TiO2＋H2SO4(浓)TiOSO4＋H2O TiO2＋2NaOH(浓)Na2TiO3＋H2O 630℃ 830℃650O C △ 高温 △ 300℃～500℃ ０/ 13

无机材料的性能特点分类

无机非金属材料性能一、绪论（2学时） 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1 说明熔体中聚合物形成过程？答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。可分为三个阶段初期：石英的分化；中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素？答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂

答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网络形成剂。网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称为网络变形剂。

6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？答：利用X—射线检测。晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状，近程有序，远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。硅胶—疏松多孔。 6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算桥氧分数？解： Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39 ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28 氧桥%=3.28/（3.28×0.5+0.72） =69.5%

文档之家