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对于氮化硅这种无机非金属材料的介绍

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氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损,为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面,不仅可以提高柴油机质量,节省燃料,而且能够提高热效率。我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机。

亨利·爱丁·圣克莱尔·德维尔和弗里德里希·维勒在1857年首次报道了氮化硅的合成方法。在他们报道的合成方法中,为减少氧气的渗入而把另一个盛有硅的坩埚埋于一个装满碳的坩埚中加热。他们报道了一种他们称之为硅的氮化物的产物,但他们未能弄清它的化学成分。1879年Paul Schuetzenberger通过将硅与衬料(一种可作为坩埚衬里的糊状物,由木炭、煤块或焦炭与粘土混合得到)混合后在高炉中加热得到的产物,并把它报道为成分是Si3N4的化合物。1910年路德维希·魏斯和特奥多尔·恩格尔哈特在纯的氮气下加热硅单质得到了Si3N4。1925年Friederich和Sittig利用碳热还原法在氮气气氛下将二氧化硅和碳加热至1250-1300°C合成氮化硅

在后来的数十年中直到应用氮化硅的商业用途出现前,氮化硅未受到重视和研究。从1948年至1952年期间,艾奇逊开办在纽约州尼亚加拉大瀑布附近的金刚砂公司为氮化硅的制造和使用注册了几项专利。1958年联合碳化物公司生产的氮化硅被用于制造热电偶管、火箭喷嘴和熔化金属所使用的坩埚。英国对氮化硅的研究工作始于1953年,目的是为了制造燃气涡轮机的高温零件。由此使得键合氮化硅和热压氮化硅得到发展。1971年美国国防部下属的国防高等研究计划署与福特和西屋公司签订一千七百万美元的合同研制两种陶瓷燃气轮机。

虽然氮化硅的特性已经早已广为人知,但在地球自然界中存在的氮化硅(大小约为2×5μm)还是在二十世纪90年代才在陨石中被发现。为纪念质谱研究的先驱阿尔弗雷德·奥托·卡尔·尼尔将自然界中发现的此类氮化硅矿石冠名为“nierite”。不过有证据显示可能在更早之前就在前苏联境内的阿塞拜疆发现过这种存在于陨石中的氮化硅矿石。。含有氮化硅矿物的陨石也曾在中国贵州省境内发现过。除存在于地球上的陨石中以外,氮化硅也分布于外层空间的宇宙尘埃中。

氮化硅陶瓷制品的生产方法有两种,即反应烧结法和热压烧结法。反应烧结法是将硅粉或硅粉与氮化硅粉的混合料按一般陶瓷制品生产方法成型。然后在氮化炉内,在1150~1200℃预氮化,获得一定强度后,可在机床上进行机械加工,接着在1350~1450℃进一步氮化18~36h,直到全部变为氮化硅为止。这样制得的产品尺寸精确,体积稳定。热压烧结法则是将氮化硅粉与少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、AlF3或Fe2O3等),在19.6MPa以上的压力和1600~1700℃条件下压热成型烧结。通常热压烧结法制得的产品比反应烧结制得的产品密度高,性能好。

氮化硅陶瓷材料具有热稳定性高、抗氧化能力强以及产品尺寸精确度高等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物,并在空气中能形成氧化物保护膜,所以还具有良好的化学稳定性,1200℃以下不被氧化,1200~1600℃生成保护膜可防止进一步氧化,并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀,但能被镁、镍铬合金、不锈钢等熔液所腐蚀。

氮化硅陶瓷材料可用于高温工程的部件,冶金工业等方面的高级耐火材料,化工工业中抗腐蚀部件和密封部件,机械加工工业的刀具和刃具等。

由于氮化硅与碳化硅、氧化铝、二氧化钍、氮化硼等能形成很强的结合,所以可用作结合材料,以不同配比进行改性。

此外,氮化硅还能应用到太阳能电池中。用PECVD法镀氮化硅膜后,不但能作为减反射膜可减小入射光的反射,而且,在氮化硅薄膜的沉积过程中,反应产物氢原子进入氮化硅薄膜以及硅片内,起到了钝化缺陷的作用。这里的氮化硅氮硅原子数目比并不是严格的4:3,而是根据工艺条件的不同而在一定范围内波动,不同的原子比例对应的薄膜的物理性质有所不同。

用于超高温燃气透平,飞机引擎,电炉等。

氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一。它极耐高温,强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解,并有惊人的耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液,也能耐很多有机酸的腐蚀;同时又是一种高性能电绝缘材料。

氮化硅陶瓷具有高强度、耐高温的特点,在陶瓷材料中其综合力学性能最好,耐热震性能、抗氧化性能、耐磨损性能、耐蚀性能好,是热机部件用陶瓷的第一候选材料。在机械工业,氮化硅陶瓷用作轴承滚珠、滚柱、滚球座圈、工模具、新型陶瓷刀具、泵柱塞、心轴密封材料等。

在化学工业,氮化硅陶瓷用作耐磨、耐蚀部件。如球阀、泵体、燃烧汽化器、过滤器等。

在治金工业,由于氮化硅陶瓷耐高温,摩擦系数小,具有自润滑性。对多数金属、合金溶液稳定,因此,可制作金属材料加工的工模具,如拨菅芯棒、挤压、拨丝模具,轧辊、传送辊、发热体夹具、热偶套营、金属热处理支承件、坩埚,铝液导营、铝包内衬等。

氮化硅陶资材料在电子、军事和核工业方面也有广泛应用。

计算1302班

张辰

1131220222

【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优练习题附详细答案

【化学】化学无机非金属材料的专项培优练习题附详细答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星,对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层 5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]等。下列说法或分析不正确的是 A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 B.斜长石的氧化物形式可表示为Na2O·Al2O3·3SiO2 C.月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气 D.橄榄石中铁元素为+2价 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]的成分均属于硅酸盐类,属于硅酸盐矿,A正确; B.硅酸盐的氧化物表示方法:先写活泼金属氧化物,然后是不活泼的金属氧化物,再是非金属氧化物二氧化硅,最后是水,所以斜长石的氧化物形式可表示为: Na2O?Al2O3?6SiO2,B错误; C.月球上有游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件,所以月球的表面几乎没有氧气,故C正确; D.[(Mg或Fe)2SiO4]中,镁元素化合价是+2价,硅元素化合价是+4价,氧元素化合价是-2价,所以铁元素化合价是+2价,D正确; 故合理选项是B。 2.下列说法不正确的是 A.氧化镁熔点很高,可作为优质的耐高温材料 B.有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成 C.溴化银可用于感光材料,也可用于人工降雨 D.分子筛可用于物质分离,还能作干燥剂和催化剂 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.氧化镁是离子化合物,离子键很强,所以氧化镁熔点高,可作耐高温材料,故A正确; B.某些金属氧化物呈现特殊的颜色,分散于玻璃中即可制得有色玻璃,故B正确;C.溴化银不稳定,见光易分解,可用于制感光胶卷,碘化银可用于人工降雨,故C错误;

高分子材料与无机非金属、金属材料的区别

高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子,又称高聚物,与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。高分子材料一般具有以下特点: (1)力学性能:比强度高,韧性高,耐疲劳性好,但易应力松弛和蠕变; (2)反应性:大多数是惰性的,耐腐蚀,但粘连时要表面处理,加聚合物共混时需要表面处理,另外,有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解; (3)物理性能:密度小,很高的电阻率,熔点相比金属较低,限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构,使它表现出了非同凡响的特性。例如,高分子主链有一定内旋自由度,可以弯曲,使高分子链具有柔性;高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构,直接影响它的聚集态结构,从而决定高分子材料的主要性能。 此外高分子材料可用纤维增强(复合材料)制成高性能的新型材料,可设极性大,部分性能超过金属。当前,高分子材料正趋向功能化,合金化发展,比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。 高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃,故称它为玻璃态。在橡胶态下,高分子链处于自然无规则和卷曲状态,在应力作用下被拉伸,去掉应力又恢复卷曲,表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。 通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成,其基本性能取决于所含高分子化合物的性质,各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能,满足不同的要求,用在更多的方面。 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮

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

【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优易错试卷练习题

【化学】化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.下列叙述正确的是 ①久置于空气中的氢氧化钠溶液,加盐酸时有气体产生 ②浓硫酸可用于干燥氢气、碘化氢等气体,但不能干燥氨气、二氧化氮气体 ③Na2O2与水反应,红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱 ④玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品 ⑤浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性 ⑥氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得到相同的物质 A.①④⑤B.①⑤⑥C.②③④D.④⑤⑥ 【答案】B 【解析】 试题分析:①久置于空气中的氢氧化钠溶液和空气中的CO2反应生成变为碳酸钠,碳酸钠可以和盐酸反应生成氯化钠、水以及二氧化碳,①正确;②浓硫酸具有吸水性和强氧化性,浓硫酸可用于干燥中性、酸性且不具有还原性的气体,不能干燥还原性的碘化氢气体,不能干燥碱性气体如氨气等,②错误;③红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,没有碱生成,③错误;④玻璃、水泥主要成分是硅酸盐,都是硅酸盐制品,水晶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐制品,④错误;⑤浓硫酸具有酸性、吸水性、脱水性和强氧化性,浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性,⑤正确;⑥氯化铁属于强酸弱碱盐,溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和HCl,加热促进水解,氯化铁胶体加热会聚沉,两者均产生红褐色沉淀氢氧化铁,灼烧后产物都是三氧化二铁,⑥正确.答案选B。 考点:考查常见物质的性质与用途。 2.下列说法中不正确的是() A.硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中 B.锂保存在煤油中 C.硅在自然界中只有化合态 D.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.硝酸银在光照或加热条件下会分解生成Ag、NO2、O2,因此一般将硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中,故A不符合题意; B.锂单质的密度小于煤油,不能保存在煤油中,一般保存在石蜡中,故B符合题意;C.根据硅的化学性质,在自然界中应该有游离态的硅存在,但Si是亲氧元素,其亲氧性致使Si在地壳的演变中,全部以化合态存在于自然界中,故C不符合题意; D.玻璃塞中含有SiO2,NaOH能够与SiO2发生化学反应生成Na2SiO3,因此实验室盛装

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

高考化学无机非金属材料推断题综合经典题及答案

高考化学无机非金属材料推断题综合经典题及答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO。下列说法正确的是() A.青石棉中含有石英晶体 B.青石棉是一种易燃品且易溶于水 C.青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·5FeO·8SiO2·H2O D.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗6L 3mol/L HNO3溶液 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.青石棉属于硅酸盐材料,没有石英晶体,故A错误; B.青石棉属于硅酸盐材料,不易燃,也不溶于水,故B错误; C.根据题给信息可知,青石棉中铁元素的化合价有+2价和+3价两种,根据原子守恒和化合价不变的思想,化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O,故C错误; D.6L 3mol/L HNO3溶液中硝酸的物质的量为18mol,青石棉用稀硝酸溶液处理时,亚铁离子被氧化为铁离子,硝酸被还原为一氧化氮,又1molNa2Fe5Si8O22(OH)2中3mol含亚铁离子,所以根据得失电子守恒氧化亚铁离子生成铁离子消耗1molHNO3,又青石棉中的Na、Fe原子最终都转换产物为NaNO3、Fe(NO3)3,根据原子守恒,又要消耗HNO3的物质的量为2+5×3=17mol,所以1mol该物质一共能和1+17=18molHNO3反应,故D正确;答案选D。 2.下列说法中不正确的是() A.硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中 B.锂保存在煤油中 C.硅在自然界中只有化合态 D.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.硝酸银在光照或加热条件下会分解生成Ag、NO2、O2,因此一般将硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中,故A不符合题意; B.锂单质的密度小于煤油,不能保存在煤油中,一般保存在石蜡中,故B符合题意;C.根据硅的化学性质,在自然界中应该有游离态的硅存在,但Si是亲氧元素,其亲氧性致使Si在地壳的演变中,全部以化合态存在于自然界中,故C不符合题意;

第四节 无机非金属材料的结构

首页 >> 网络课程 >> 第二章 >> 第四节 绪论 第一章第一章 工程材料的分工程材料的分类类及性能 第二章第二章 材料的材料的结结构 第三章第三章 材料制材料制备备的基本知的基本知识识 第四章第四章 二元相二元相图图及应用 第五章第五章 材料的材料的变变形 第六章第六章 钢的热处热处理理 第七章第七章 工业用钢 第八章第八章 铸铁 第九章第九章 有色金有色金属属及其合金 第十章第十章 常用非金常用非金属属材料 第十一章第十一章 工程材料的工程材料的选选用 第四节 无机非金属材料的结构 一、陶瓷材料的结构特点 对工程师来说,陶瓷包括种类繁多的物质,例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、介 磁性材料、高温耐火材料和许多其它材料。所有这些材料的共同特征是:它们是金属和非金 合物由离子键和共价键结合在一起。陶瓷材料的显微组织由晶体相、玻璃相和气相组成,而且很大,分布也不够均匀。 与金属相比,陶瓷相的晶体结构比较复杂。由于这种复杂性以及其原子结合键强度较大,所以 例如,正常冷却速率的玻璃没有充分时间使其重排为复杂的晶体结构,所以它在室温下可长 二、陶瓷晶体 1. AX型陶瓷晶体 AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物,它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。它们可以 如MgO,其中两个电子从金属原子转移到非金属原子,而形成阳离子(Mg3+)和阴离子(O2-)是共价型,价电子在很大程度上是共用的。硫化锌(ZnS)是这类化合物的一个例子。 AX化合物的特征是:A原子只被作为直接邻居的X原子所配位,且X原子也只有A原子作为第一或离子是高度有序的,在形成AX 化合物时,有三种主要的方法能使两种原子数目相等,且有如 位。属于这类结构的有: (1)CsCl型 这种化合物的结构见图2-25。A原子(或离子)位于8个X原子的中心,X原子(或离子)也处但应该注意的是,这种结构并不是体心立方的。确切的说,它是简单立方的,它相当于把简单 子晶格相对平移a/2,到达彼此的中心位置而形成。 重庆大学精品课程-工程材料

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目,考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》(60%左右)和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》(40%左右)。参考书:陆佩文主编《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社,1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。 第一章无机非金属材料的晶体结构 第一节:概述 一、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 二、晶体结构=空间点阵+结构单元 三、晶体的基本性质: 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性 四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子 结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS:其实只要看了金属学,这些就都会了,懒得写了… 第二节:晶体化学 一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点(大家都知道的东西…) 二、离子极化: 三、鲍林规则(重点): 鲍林第一规则──配位多面体规则,其内容是:“在中,在正离子周围形成一个负离子多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比”。 鲍林第二规则──电价规则指出:“在一个稳定的离子晶体结构中,每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和,其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Z+/正离子配位数n ,则负离子数Z

=∑Si=∑(Zi+/ni)。 鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则,其内容是:“在一个配位结构中,共用棱,特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价,低配位的正离子的这种效应更为明显”。 鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则,其内容是:“若晶体结构中含有一种以上的正离子,则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如,在镁橄榄石结构中,有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体,但Si4+电价高、配位数低,所以[SiO4]四面体之间彼此无连接,它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。 鲍林第五规则──节约规则,其内容是:“在同一晶体中,组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如,在硅酸盐晶体中,不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元,尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性,如果组成不同的结构基元较多,每一种基元要形成各自的周期性、规则性,则它们之间会相互干扰,不利于形成晶体结构。 第三节:典型的晶体结构(参考课件或复印的资料) 型 型 型 和A2X5型 型 型 型 8.硅酸盐晶体结构 第二章无机非金属材料的晶体缺陷 第一节:晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷(参考金属学吧…) 第二节:缺陷化学反应表示法(重点) 一、点缺陷符号: 克罗格-明克(Kroger-Vink)符号 ①主符号,表明缺陷种类; ②下标,表示缺陷位置;“i”表示填隙位置 ③上标,表示缺陷有效电荷,“?”表示有效正电荷,用“'”表示有效负电荷,用“?”表示有效零电荷,零电荷可以省略 ①空位:V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位 在金属材料中,只有原子空位 对于离子晶体,如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位,而将 2 个电子留在

无机非金属材料专业考试试题

(无机非金属材料专业)试卷 一、单选:(每题1分,共20分) 1、阻碍熟料安定性的要紧因素是()。 A. 一次游离氧化钙 B.二次游离氧化钙 C.固溶在熟料中的氧化镁 D.固溶在熟料中的氧化钠 2、粉磨水泥时,掺的混合材料为:矿渣16% ,石灰石5%,则这种水泥为() A. 矿渣硅酸盐水泥 B.一般硅酸盐水泥 C.复合硅酸盐水泥 D.硅酸盐水泥 3、以下哪种措施有利于C3S的形成?() A.降低液相粘度 B.减少液相量 C.降低烧成温度 D.缩短烧成带 4、国家标准规定,通用硅酸盐水泥中各个品种的初凝时刻均不

得早于() A. 45分钟 B.55分钟 C. 60分钟 D.390分钟 5、和硅酸盐水泥相比,掺有混合材料的水泥的如下那个性质较差() A. 耐水性 B.后期强度 C.抗冻性 D.泌水性 6、引起硅酸盐水泥熟料发生快凝要紧缘故是() A.C3S水化快 B. C3A水化快 C.C4AF水化快 D.C2S水化快 7、水泥产生假凝的要紧缘故是() A.铝酸三钙的含量过高 B.石膏的掺入量太少 C.磨水泥时石膏脱水 D.硅酸三钙的含量过高 8、依照GB/T175-2007,下列指标中属于选择性指标的是() A. KH减小,SM减小,铝率增大。 B. KH增大,SM减小,铝率增大。 C. KH减小,SM增大,铝率减小。 D. KH增大,SM增大,铝率增大。

9、硅酸盐水泥熟料的烧结范围一般在() A.50-80℃ B. 80-100℃ C. 100-150℃ D.150-200℃ 10、国家标准规定矿渣硅酸盐水泥中SO3() A <3.5% B ≤3.5% C <4.0% D ≤4.0% 11、复合硅酸盐水泥的代号是() A P·S B P·O C P·F D P·C 12、国家标准规定骨质瓷的热稳定性为() A. 140℃ B.160℃ C. 180℃ D.200℃ 13、一般来讲,凡烧成温度降低幅度在( )以上者,且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。 A. 40-60 ℃ B.60-80℃ C. 80-100℃ D.100-120℃ 14、炉温为1250-1400℃的电炉,电热体可采纳()。 A.镍铬丝 B. 铁铬钨丝 C. 硅碳棒 D.二硅化钼棒

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义:是一种颜色多样,细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 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. 粘土的成因:各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化,水解,热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土(原生粘土)风化残积型:母岩风化后残留在原地所形成的粘土。(深层的岩浆岩(花岗岩、伟晶岩、长石岩)在原产地风化后即残留在原地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土)。 二次粘土(次生粘土)沉积型:风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后,在低洼地方沉积而成的矿床,成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别: 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点: 高岭土晶体结构式:Al4[Si4O10](OH)8,1:1型层状结构硅酸盐,Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构,构成结构单元层。层间以氢键相连,结合力较小,所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土(叶蜡石)是2:1型层状结构,两端[SiO4]四面体,中间夹一个[AlO6]八面体,构成单元层。单元层间靠氧相连,结合力较小,水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水,层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性:可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性:粘土—水系统形成泥团,在外力作用下泥团发生变形,形变过程中坯泥不开裂, 外力解除后,能维持形变,不因自重和振动再发生形变,这种现象称为可塑性。 表示方法:可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数(w):W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大,渗水性强,便于压滤榨泥。 W1塑限:粘土或(坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限:粘土或(坯料)由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高,表明粘土颗粒的水化膜厚,工作水分高,但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细,在水中分散度大,不易干燥,湿坯强度低。 可塑性指标:在工作水分下,粘土(或坯料)受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积,也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能:应力大,应变小——挤坯成型;应力小,应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类: i.强塑性粘土:指数>15或指标>3.6 ii.中塑性粘土:指数7~15,指标2.5~3.6 iii.弱塑性粘土:指数l~7,指标<2.5 iv.非塑性粘土:指数<1。 2)结合性:粘土的结合性是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

高考化学专题复习无机非金属材料的推断题综合题含答案

高考化学专题复习无机非金属材料的推断题综合题含答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是 A .若甲可以与NaOH 溶液反应放出H 2,则丙一定是两性氧化物 B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应 C .若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能具有漂白性 D .若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊 【答案】D 【解析】 【详解】 A .甲为单质,若甲可以与NaOH 溶液反应放出2H ,则甲为Al 或Si ,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A 错误; B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na ,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B 错误; C .丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl 和3NH 或3HNO 和3NH 等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气或氢气或氮气,都不具有漂白性,故C 错误; D .若甲、丙、戊含有同一种元素,当甲为S ,乙为氧气,丙为二氧化硫,丁为HClO 等具有强氧化性的物质,戊为硫酸,则含S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D 正确; 故答案为D 。 2.对于足球烯C 60的认识错误的是( ) A .是分子晶体 B .含有非极性共价键 C .存在同素异形体 D .结构稳定,难以发生化学反应 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.C 60之间的相互作用力是范德华力,属于分子晶体,A 正确; B.足球烯中既有双键又有单键,化学键是共价键,且是非极性共价键,B 正确; C.金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体,所以足球烯存在同素异形体,C 正确; D .足球烯是属分子晶体,在常温下,碳碳之间键能大,也比较稳定,但其易发生加成反

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点 一、重要概念 1、无机非金属材料 ①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、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:热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。 具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,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℃的无机非金属材料 6、复合材料 复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。 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 将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品,使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度 4、陶瓷的成型方法 ①可塑成型:在坯料中加入水或塑化剂,制成塑性泥料,然后通过手工、挤压或机加工成型;(传统陶瓷) ②注浆成型:将浆料浇注到石膏模中成型 ③压制成型:在金属模具中加较高压力成型;(特种陶瓷) 5、烧结 将初步定型密集的粉块(生坯)高温烧成具有一定机械强度的致密体。 固相烧结:烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结:有液相参与,加助溶剂产生液相 好处:降低烧结温度,促进烧结 6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相 ①晶相:陶瓷的主要组成;分为主晶相和次晶相 ②玻璃相:玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利,不能成为陶瓷的主导组成部分。 玻璃相在陶瓷中的作用:粘结:粘结晶粒,填充空隙,提高致密度 降低烧成温度,促进烧结 ③气相:气孔;降低强度,造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度:高②强度:抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性:塑性极差④韧性:韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性:差,良好的绝热材料 ②热稳定性(抗热震性):概念:材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念:能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用:…… 10、陶瓷增韧技术:【机理:阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧:相变可吸收能量;体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力,甚至产生

化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题(含答案)含详细答案

化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题(含答案)含详细答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.下列说法中正确的是 A.水玻璃和石英的主要成分都是SiO2 B.Si、SiO2和SiO32-等均可与NaOH 溶液反应 C.二氧化硅属于酸性氧化物,不溶于任何酸 D.高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.水玻璃的主要成分是硅酸钠,石英的主要成分是SiO2,故A错误; B.Si、SiO2均可与NaOH溶液反应,但SiO32-不能与NaOH溶液反应,故B错误; C.二氧化硅属于酸性氧化物,二氧化硅能溶于氢氟酸,故C错误; D.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水,则高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]可表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O,故D正确; 答案选D。 2.下列溶液中,不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的 ①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3 A.①④⑥⑦B.①③⑤⑥C.②③④⑦D.①⑥⑦ 【答案】A 【解析】 【分析】 玻璃的主要成分中含有二氧化硅,能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中,据此分析解答。 【详解】 ①碱石灰为CaO和NaOH的混合物,能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水,因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,符合题意; ②NaCl与玻璃中的成分不发生反应,因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,不符合题意; ③KNO3与玻璃中的成分不发生反应,因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,不符合题意; ④CaO为碱性氧化物,溶于水生成的氢氧化钙能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水,因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,符合题意; ⑤CuSO4与玻璃中的成分不发生反应,因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,不符合题意; ⑥NaOH能与二氧化硅发生反应生成具有黏性的硅酸盐和水,因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中,符合题意; ⑦Na2CO3水解呈碱性,与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠,所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中,符合题意;

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是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。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天,无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是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。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。

高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料

无机非金属材料 核心知识点一: 一、硅酸盐材料 硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。 1. 硅酸 (1)物理性质 不溶于水、无色透明、胶状(硅胶)。 硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用催化剂的载体。 (2)化学性质 ①弱酸性:所以在与碱反应时只能与强碱反应

H2SiO3 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH-=SiO32-+ 2H2O 比碳酸酸性弱:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱,受热易分解为SiO2和水:H2SiO3H2O+SiO2 (3)制备方法 由于SiO2不溶于水,所以硅酸只能用间接的方法制取,一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl=2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32-+ 2H+=H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水,不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱,所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸: Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 ↓ SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3 ↓ ③如前所述, SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,该反应在高温条件下进行,有利于CO2从体系中挥发出来,而SiO2为高熔点固体,不能挥发,所以反应可以进行,符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理;而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行,是因为该反应是在溶液中进行的,符合复分解反应的原理,两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠 (1)物理性质:最简单的硅酸盐是硅酸钠(Na2SiO3),可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装,但是不能用玻璃塞,应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅,盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 (2)化学性质

最新无机非金属材料工学知识点总结

1.为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰? 答:我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土,含铁较少而含氧化钛、有机物较多,坯体粘性和吸附性较强,适宜用氧化气氛烧成。 南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石,含铁量较多而含氧化钛、有机物较少,粘性和吸附性较小,适宜用还原气氛烧成。 2.与金属材料相比,无机非金属材料在性能上有那些特点?原因是什么? 答:无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、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、硼酸盐和非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子—共价混合键。因此,无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性,优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。 3.玻璃浮法成型的原理? 答:玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上,由于各物相界面张力和重力的综合作用,摊成厚度均匀,上下两平面平行,平整和火抛光的玻璃带,经冷却硬化后脱离锡液,再经退火、切割而得到浮法玻璃。 4.采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求?为什么? 答:1)流动性好。保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。 2)悬浮性好。浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。 3)触变性适当。受到振动和搅拌时,泥浆粘度会降低而流动性增加,静置后又恢复原状,此外,泥浆放置一段时间后,在维持原有水分的情况下也会变稠,这种性质称为触变性。泥浆触变性过大,容易堵塞泥浆管道,且坯体脱模后易塌落变形;触变性过小,生坯强度较低,影响脱模和修坯。 4)滤过性好。滤过性也称渗 模性,是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。滤过性好,则成坯速率较快。当细颗粒过多时,易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道,不利于成坯。熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。 5.陶瓷制品开裂的主要原因? 答:生坯在搬运过程中因被碰而产生的细微裂纹;坯体入窑水分过高、升温过急;高温阶段生温太快,收缩过大;坯体在晶体型转化阶段冷却过快;器形设计不合理。 6.实际生产中应该如何选择陶瓷的成型方法? 答:1)产品的形状、大小、厚薄等。一般形状复杂或较大,壁较薄的产品,可采用注浆法成形;而具有简单回转体形状的器皿可采用最常用的旋压、滚压法可塑成形。

高考化学易错题精选-无机非金属材料练习题含答案解析

高考化学易错题精选-无机非金属材料练习题含答案解析 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是 A .若甲可以与NaOH 溶液反应放出H 2,则丙一定是两性氧化物 B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应 C .若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能具有漂白性 D .若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊 【答案】D 【解析】 【详解】 A .甲为单质,若甲可以与NaOH 溶液反应放出2H ,则甲为Al 或Si ,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A 错误; B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na ,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B 错误; C .丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl 和3NH 或3HNO 和3NH 等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气或氢气或氮气,都不具有漂白性,故C 错误; D .若甲、丙、戊含有同一种元素,当甲为S ,乙为氧气,丙为二氧化硫,丁为HClO 等具有强氧化性的物质,戊为硫酸,则含S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D 正确; 故答案为D 。 2.某混合物X 由Na 2O 、Fe 2O 3、Cu 、SiO 2中的一种或几种物质组成.某校兴趣小组以两条途径分别对X 进行如下实验探究. 下列有关说法不正确的是( ) A .由Ⅱ可知X 中一定存在SiO 2 B .无法判断混合物中是否含有Na 2O C .1.92 g 固体成分为Cu D .15.6 g 混合物X 中m (Fe 2O 3):m (Cu )=1:1

无机非金属材料中的常见结构类型

无机非金属材料中的常见结构类型
尹从岭
(北京大学化学与分子工程学院)
摘要:本文综述了无机非金属材料中的常见结构类型,介绍了它们之间的联系与区别。 关键词:钙钛矿;钨青铜;尖晶石;六方密堆积;立方密堆积 无机化合物的结构型式复杂多样,本文选择一些简单而重要的结构型式加以讨论。 1. MX 型化合物的结构 1. NaCl 型的晶体结构 在 NaCl 的晶体中,Na+和 Cl-交替排列,具有正八面体配位,晶体属于面心立方点阵 Oh 点群。 NaCl 晶体结构可看作 Cl-作立方最密堆积, 在这堆积的每个八面体空隙中填入 Na+。 晶体结构示于图 1 中。属于 NaCl 型结构的化合物有离子键型的 碱金属卤化物和氢化物,碱土金属的氧化物和硫化物;有过渡 键型的金属氧化物、硫化物以及间隙型的碳化物和氮化物。 LiVO2 是与 NaCl 结构相关的化合物。LiVO2 结构中氧离子 构成立方密堆积,金属离子沿体对角线方向交替占据八面体空 隙,形成锂原子层和钒原子层。图 2 Li+ 给出了 LiVO2 的晶体结构。LiVO2 可 以看作是有序的 NaCl 结构,具有三 图 1 NaCl 的结构 2O 方对成行,空间群为 R32/m。在较高 的温度下,LiVO2 结构中的两种阳离子趋于无序分布,LiVO2 转 变成典型的 NaCl 立方结构。 3+ NbO 是另外一个与 NaCl 结构相关的化合物。 NbO 结构中, 在 V 有 1/4 的铌和氧格位未被占据, 因而可以看作 NaCl 的有序缺陷结 构。 NbO 结构中, 是平面四方配位。 在 Nb NbO 结构也可以看作是由八面体金属原 子簇 Nb6 共用顶点而形成的骨架结构。 NbO 的结构如图 3 所示。 CaC2 是另外一个与 NaCl 结构相关的 图2. LiVO2的结构 化合物。CaC2 有多种晶型,四方晶系的 图 3. NbO 的结构 22+ CaC2 由 Ca 和 C2 组成,Ca2+和 C22-的分布和 NaCl 相似,但由于 C22-离子是哑铃状,而不是球形,使结构沿 c 轴方向拉长成四方晶系。结构的图形示于图 4。 2.CsCl 型的晶体结构 在 CsCl 的晶体结构中,Cl-作简单立方堆积,Cs+填入 立方体空隙中,正、负离子的配位数均为 8,其结构示于 图 5。 CsCl 型结构属于简单立方点 阵,Oh 点群。属于 CsCl 型的例子 化合物有 CsCl, CsBr, CsI, RbCl, ThCl, TlCl, TlBr, 4Cl, 4Br, NH NH
图 5. CsCl 的结构
C2
Ca2
图 4. CaC2 的结构

《无机非金属材料》教案(1)(1)

硅无机非金属材料 三维目标 知识与技能: 1、了解硅在自然界的存在、含量 2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。 3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力 过程与方法: 1、自主学习 2、通过碳与硅的新旧知识的比较,设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。 情感、态度与价值观 1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法 2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生 产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。教学重点:硅的物理、化学性质 教学难点:硅的化学性质和提纯 教学用具:多媒体 教学过程 新课导入:材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有高纯的单晶硅,就没有今天的奔腾电脑;没有特殊的新型材料,火箭就无法上天,卫星就无法工作,人类的登月计划就会受到影响,材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。从化学角度来看任何物质都是由元素组成,那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢?从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。 板书:第四章元素与材料世界 多媒体:展示一组与硅元素有关的图片,引出本节新课 第一节硅无机非金属材料 学生活动:阅读教材第一段思考下列问题 1、无机非金属材料包括哪些? 2、这类材料的特点有哪些? 3、无机非金属材料分哪两类? 多媒体:展示一组与硅元素有关的图片。 设疑:这些表观看“风牛马不相及”的物质,从微观组成上却有很大的相似性,他们都是有黄沙通过不同的途径制得的,它们都含有共同的元素是什么呢? 多媒体:一、半导体材料与单质硅

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