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第四章无机非金属材料PPT课件

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高考化学总复习第4章非金属及其化合物第一节碳硅及无机非金属材料课件新人教版

高考化学总复习第4章非金属及其化合物第一节碳硅及无机非金属材料课件新人教版

溶液反应，不能与 H2、O2、Cl2、浓硫酸、浓硝酸反应，但加热
时能与 O2、Cl2 反应。
完成上图转化关系中④～⑦的化学方程式： △
④ Si＋O2=====SiO2 ；
⑤
△ Si＋2Cl2=====SiCl4
；
⑥ Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
⑦ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 。
物质
与盐 反应
与碱 性氧化 物反应
二氧化硅
二氧化碳
如与 Na2CO3 反应：
高温 SiO2＋Na2CO3=====
如与 Ca(ClO)2 反应：
Ca(ClO)2＋CO2＋
Na2SiO3＋CO2↑
H2O===CaCO3↓＋
2HClO
如与 CaO 反应：
SiO2＋CaO=高==温==
如与 Na2O 反应：
3．(2017·信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课 外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答 问题：
(1)A 装置的作用是____________。 (2) 实 验 后 怎 样 处 理 尾 气 ________ ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________。 (3)若实验时观察到________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。
素异形体
(× )
(8)(2013·江苏高考)甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之
间具有转化关系：甲――丁→乙
丁 甲
丙，若甲为焦炭，则丁可能
是 O2
(√ )
2．(2016·江苏高考)大气中 CO2 含量的增加会加剧“温室效 应”。下列活动会导致大气中 CO2 含量增加的是( ) A．燃烧煤炭供热 B．利用风力发电 C．增加植被面积 D．节约用水用电 解析：燃烧煤炭供热会产生 CO2，A 正确；利用风力发 电不会产生 CO2，B 错误；增加植被面积，会增加植物 的光合作用，减少大气中 CO2 的含量，C 错误；节水节 电不会增加 CO2 的排放，D 错误。 答案：A

《无机非金属》课件

《无机非金属》课件
气相法可以制备出具有超常物理性能的无机非金属材料，但制备过程能耗极高，且 不易控制材料的尺寸和形状。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。

无机非金属材料ppt课件

无机非金属材料ppt课件

05
CATALOGUE
无机非金属材料的未来发展趋 势与挑战
发展趋势
01
高性能陶瓷材料
由于其优异的性能，陶瓷材料在许多领域都有广泛的应用，如航空航天
、汽车、医疗等。未来，陶瓷材料的研究将更加深入，应用领域更加广
泛。
02
纳米无机非金属材料
纳米无机非金属材料由于其尺寸效应和量子效应，具有许多优异的性能
THANKS
感谢观看
。随着纳米科技的不断发展，纳米无机非金属材料的研究和应用也将得
到更广泛的推广。
03
绿色无机非金属材料
随着环保意识的不断提高，绿色无机非金属材料将成为未来研究的热点
。这类材料具有低能耗、低污染、高循环利用的特点，符合可持续发展
的要求。
挑战与问题
材料性能的提升
尽管陶瓷等无机非金属材料的性能已经有所提升，但是与金属材料相比，仍然存在一定的 差距。因此，提高无机非金属材料的性能是当前面临的一个重要挑战。
02
CATALOGUE
无机非金属材料的性质与用途
性质
01
02
03
04
一般性质
无机非金属材料具有较高的熔 点、硬度，良好的化学稳定性
，但脆性较大。
力学性质
无机非金属材料具有较高的抗 压强度、抗拉强度，耐磨性较
好，但韧性较差。
电学性质
无机非金属材料具有较好的绝 缘性能和导热性能。
光学性质
无机非金属材料具有较好的光 学性能，如透光性、反射性等
根据性质和用途，无机非金属材料可 分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等 几大类。
无机非金属材料的重要性
无机非金属材料在国民经济发展中扮演着重要角色，特别是 在高技术领域，如航空航天、电子、新能源等领域具有不可 替代的作用。

普通陶瓷材料ppt课件

普通陶瓷材料ppt课件

制品的烧成（sintering）
阶段四——冷却阶段（烧成温度~室温）
原长石区域析出或长大成粗大针状二次莫来 石，但数量不多；
液相黏度大，不发生结晶，而在750~350ºC 之间转化为固态玻璃
室温组织：点状的一次莫来石，针状二 次莫来石，块状残留石英，小黑洞气孔
制品的烧成（sintering）
烧成（烧结）
通过在高温下一系列的物理化学变化，去除坯 体内所含溶剂、黏结剂、塑化剂等，减少坯体 中的气孔，增强颗粒间的结合强度
阶段一——蒸发阶段（室温~300ºC）
排除坯体中的残余水分，使坯体完全干燥，收 缩减小，强度增大——纯物理过程
制品的烧成（sintering）
阶段二——氧化物分解和晶型转化阶段 （300~950ºC） 发生较复杂的物理化学变化：
2 [A 2 O 3 l2 S2 ] i O 9 o 5 C 02 A 2 O 3 l3 S2 i S O 2 iO
尖晶石型新结构转化为莫来石：
3 [ 2 A 2 O 3 l3 S2 ] i 1 O o 1 C 02 [ 0 3 A 2 O 3 l2 S2 ] i 5 O S2 i
点状的一次莫 来石，针状二 次莫来石，块 状残留石英， 小黑洞气孔
原料作用
黏土
玻璃液相
长石 石英
晶体相 一次莫来石
熔融液相
二次莫来石
残留石英骨架
普通陶瓷
性能特点：质地坚硬，不氧化生锈、耐腐蚀、 能耐一定高温； 成型性好，成本低。 强度低，绝缘性、耐高温性不如其它陶瓷。
特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、 ZrO2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制 得。

非金属及其化合物全部PPT课件

非金属及其化合物全部PPT课件

高温
SiO2+2C======Si+2CO
粗硅提纯
Si+2Cl2=△==SiCl4 SiCl4+2H2=△==Si+4HCl
2021
6、用途：
高纯硅：半导体材料 变压器铁芯
电脑的中央处理器 （CPU）
合金 (含硅4%的钢有导磁性）
耐酸设备
（含硅15%左右的钢有耐酸性）
2021
能溶解硅且能放出氢气的是
(1)常温下： ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4 ↑+2H2↑ ③Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等 常温下都不与硅起反应。 (2)加热时：与某些非金属反应
Si+O2=△=SiO2 2021
5、工业制粗硅：
思考：怎样由石英制取硅酸？
2021
思考：将CO2通入Na2SiO3溶液中的现象?
现象：有白色胶状沉淀生成 方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3+Na2CO3 结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱
硅酸凝胶经干燥脱水就形 成干胶，称为“硅胶”。 是一种常用的干燥剂。
2021
归纳总结 三、硅酸
6、二氧化硅的用途
制光导纤维
2021
2021
石英制品
2021
三、硅酸(H2SiO3)
实验1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入 稀盐酸
现象
滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有 透明的硅酸凝胶产生
结论 方程式
Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaCl

无机非金属材料的非晶体结构课件

无机非金属材料的非晶体结构课件
具有随机性。
非晶体结构
非晶体结构是指原子或分子在三维 空间中没有长程有序的结构。
玻璃态
玻璃态是指物质在高温下熔融后快 速冷却形成的非晶体状态，具有短 程有序的结构。
无机非金属材料的非晶体结构类型
玻璃相
玻璃相是一种常见的无机非金属 材料的非晶体结构类型，由硅酸 盐、硼酸盐等组成，具有短程有
序的结构。
合材料等。
晶体和非晶体在传感器、电池和 太阳能电池等领域也具有不同的
应用前景。
晶体在药物载体、生物相容性和 生物医学成像等方面具有独特的 优势，而非晶体在这方面的应用
较少。
05 无机非金属材料的非晶体结构制备方法
CHAPTER
气相沉积法
物理气相沉积(PVD)
包括真空蒸发、溅射、离子束沉积等子方法。
复合材料制备
碳纤维增强树脂基复合材料
通过将碳纤维与非晶体结构的树脂基体进行复合，可以获得具有优异力学性能和耐腐蚀性的复合材料，广泛应用 于制造飞机、汽车和体育器材等。
玻璃纤维增强塑料复合材料
通过将玻璃纤维与非晶体结构的塑料基体进行复合，可以获得具有高强度、高韧性和耐冲击等特点的复合材料， 广泛应用于制造电子产品、汽车和建筑材料等。
化学合成法
定义
利用化学反应在溶液中合成非晶体结构材料。
特点
反应条件温和，易于实现工业化生产；可通过调节反应物浓度、溶剂种类、反 应温度等参数控制产品的结构和性能。
06 无机非金属材料的非晶体结构应用
CHAPTER
玻璃制造
玻璃纤维增强材料
通过将玻璃加热至高温熔融状态，然后迅速冷却，可以获得 具有非晶体结构的玻璃纤维增强材料。这种材料具有高强度 、高弹性模量和耐腐蚀性等特点，广泛用于航空航天、汽车 和建筑等领域。

无机非金属材料课件

无机非金属材料课件

2
电子行业
电路板、绝缘材料等
3
化工行业
催化剂、粉末材料等
无熔点，使其熔化成型。
2
溶胶-凝胶法
通过控制溶胶和凝胶的形成过程制备材料。
3
气相沉积法
利用化学反应气体形成材料。
无机非金属材料的市场前景
1 广泛应用
市场需求量大，应用领域广泛。
2 创新发展
新材料的出现不断推动市场发展。
玻璃材料
如玻璃器皿、建筑玻璃等，具有透明、光滑的 特性。
聚合物材料
如塑料、橡胶等，具有良好的可塑性和耐磨性。
陶瓷材料
如水泥、石膏等，具有良好的外观和耐久性。
无机非金属材料的性质和特点
• 高熔点和硬度 • 良好的绝缘性能 • 抗腐蚀性能强 • 多种颜色和外观
无机非金属材料的应用领域
1
建筑领域
玻璃窗、砖瓦等
无机非金属材料ppt课件
无机非金属材料是一类在自然界中存在的无机物质，没有金属的特性。 这些材料在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
什么是无机非金属材料
无机非金属材料是指不含金属元素的材料，主要由非金属原子组成。 这种材料通常具有高熔点、高耐腐蚀性和良好的绝缘性能。
常见的无机非金属材料
陶瓷材料
如瓷器、砖瓦等，具有高硬度和耐磨性。
3 环保意识
对环境友好的无机非金属材料受到青睐。
总结和展望
无机非金属材料在现代社会中扮演着重要的角色，持续创新和环保意识将促 进其未来发展。

无机非金属材料工学-完整-全ppt课件

无机非金属材料工学-完整-全ppt课件
（一）流动曲线
由流动曲线可知在 某应力下某种材料流动 速度的快慢，粘度、表 观粘度的大小。
无机非金属 材料工学
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1
课程内容
第一篇 无机非金属材料成型
第二篇 水泥工艺学
第三篇 玻璃工艺学
第四篇 陶瓷工艺学
第五篇 水泥概述及其生产
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2
材料分类：
① 金属材料；
② 无机非金属材料：⑴ 矿物岩石材 料；⑵ 水泥、玻璃；⑶ 陶瓷、耐火 材料；
③ 高分子材料；
氧化铝、石英等的悬浮液具有胀流性；一般陶瓷泥浆为假塑
性。
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15
三、流变模型与本构方程
又称流变状态方程，是联系应力、应变、应力速率和应变速
率的方程的总称。
同时具有两种或三种变形，流变模型可以通过各种基本元件 串联及并联方式组成。
油漆、水泥浆等：粘性液体，不致流下，具有固体的性质。
称宾汉体模型。 当剪切力τ<f时，塑性元件不发生变形， 与之并联的粘性元件也只能保持不变。这时， 弹性元件的变形，就是整个系统的变形，因 此：
体，经适当的手段和设备变成一定形状制品的过程。
成型一般由两个步骤组成：
（1）使可流动变形的物料成为所需要的形状
研究在外力作用下物料流动与变形的规律，流变学研究的
内容；
（2）通过不同的机制使其定形。
精选编辑ppt
8
几种体系：
1.无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、石膏等）：水化
产物使浆体固化。
2. 陶瓷泥料的可塑成型：可塑性、定形、干燥后强度提
其流变方程为：
•
τ 剪切应力
η 粘度系数
*
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无机非金属材料ppt课件

无机非金属材料ppt课件
熔融法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密，性能不够优异。
热解法制备的无机非金属材料有炭黑、石墨、碳纤维等。
热解法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密，性能不够优异。
烧结法是一种将粉末状的物质加热到高温状态，使其发生物理和化学变化，最终形成致密化块状无机非金属材料的方法。
热膨胀系数
无机非金属材料的热膨胀系数差异较大，有些材料在加热时膨胀较小，适用于高温或温度变化较大的环境。
电导率与绝缘性：大多数无机非金属材料具有较高的绝缘性能，是良好的电绝缘材料。例如，陶瓷、玻璃和某些特种水泥可用于高压电器和电子设备的绝缘结构。
折射率与光学常数
无机非金属材料的折射率较高，决定了它们在光学仪器、光纤通讯和照明系统等领域的应用价值。不同材料的光学常数（如折射率、消光系数和色散等）决定了它们在特定波长范围内的光学行为。
烧结法制备无机非金属材料的优点是制备出的无机非金属材料结构致密，性能优异。
烧结法制备无机非金属材料的缺点是制备过程需要高温条件，能耗较高，同时制备出的无机非金属材料尺寸较小。
烧结法制备的无机非金属材料有陶瓷、玻璃、耐火材料等。
无机非金属材料的性能特点
硬度
韧性
强度与断裂韧性
疲劳性能
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐磨性和耐压性能。例如，陶瓷材料具有极高的硬度，广泛用于切割工具、磨料和轴承等领域。
A
B
D
C
化学气相沉积法
利用化学反应产生气体，在气体的扩散和迁移过程中，通过化学反应生成无机非金属材料。
溶胶-凝胶法
将无机盐或金属醇盐溶解在合适的溶剂中，经过水解、缩聚等化学反应，形成稳定的溶胶，再经干燥、烧结固化制备无机非金属材料。

无机非金属材料课件

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THANKS
感谢观看
电子电器行业
航空航天领域
无机非金属材料具有良好的电绝缘性和稳 定性，可用于制造电子元件和电器设备等 。
无机非金属材料具有耐高温和抗腐蚀等特 性，在航空航天领域中有广泛的应用，如 火箭发动机壳体、飞机结构件等。
02
无机非金属材料的生产工艺
原料选择与处理
原料种类
根据产品需求选择合适的矿物原料，如黏土、石 英、长石等。
材料在高温下保持其结构 和性质的能力，反映材料 的耐热性。
04
无机非金属材料的发展趋势与挑 战
新材料的研究与开发
高性能陶瓷材料
研究具有高强度、高韧性、耐磨 、耐高温等优异性能的新型陶瓷 材料，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶
瓷等。
新型玻璃材料
探索具有特殊光学、电学、磁学等 性能的新型玻璃材料，如光子晶体 玻璃、导电玻璃等。
成型与烧成
成型工艺
选择合适的成型工艺，如干压成型、等静压成型等， 根据产品形状和尺寸确定。
成型参数
控制成型参数，如压力、温度、时间等，以保证成型 质量。
烧成工艺
制定合理的烧成制度，控制烧成温度、时间、气氛等 参数，以获得理想的烧成效果。
加工与处理
加工设备
根据产品需求选择合适的加工设备，如切割机、磨削机、抛光机 等。
新型复合材料
研究由两种或多种材料组成的新型 复合材料，如碳纤维复合材料、玻 璃纤维复合材料等。
生产工艺的改进与创新
1 2
先进陶瓷制备技术
发展先进的陶瓷制备技术，如凝胶注模成型、等 静压成型等，以提高陶瓷材料的致密度和均匀性 。
玻璃熔炼与成型技术
研究新型的玻璃熔炼与成型技术，如溢流下拉法 、连熔连铸法等，以提高玻璃的质量和产量。

《非金属材料》PPT课件

《非金属材料》PPT课件

1/11/2019 2:33 PM
非金属材料
4.4
纳米材料
纳米材料具有一系列优异的 电、磁、光、力学、化学等宏观特 性，从而使其作为一种新型材料在 电子、冶金、宇航、生物和医学领 域展现出广阔的应用前景。
纳米材料又称超微细材料，其核子粒径 范围在1～100nm(1nm=10-9m)之间， 即指至少在一维方向上受纳米尺度 （0.1～100nm）限制的各种固体超细 材料。纳米技术是研究电子、原子和分 子运动规律、特性的高新技术学科。
1/11/2019 2:33 PM
思考题
• 玻璃钢是—和—的复合材料。 • 试根据陶瓷材料的特性说明它在切削刀具上的应用。 • 何谓复合材料?有哪些类型?有何特点?简述常用复 合材料的应用。 • 什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？试举例说 明。
1/11/2019 2:33 PM
工 程 材 料 导 论
第4章 非金属材料
本章内容：
要求：
了解除金属材料外的 其他工程材料，包括塑 料、陶瓷和复合材料的 基本知识。熟悉常用工 程塑料、工业陶瓷及复 合材料的分类、性能特 点及应用
• • • •
4.1 4.2 4.3 4.4
高分子材料 陶瓷材料 复合材料 纳米材料
1/11/2019 2:33 PM
由两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到 的一种多相固体材料
复合材料按基体材料分类有：
树脂基(又称聚合物基，如塑料基、橡胶基等)；金属基(如铝基、 铜基、钛基等)； 陶瓷基；水泥基；碳/碳基。
4.3.1 复合材料的性能
1．比强度高和比模量大 2．抗疲劳性好 3．减摩、耐磨、自润性好 4．破损安全性好 5. 复合材料的密度低，膨胀系数小。
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13
六种典型结构形式
晶体 NaCl
负离子堆积 方式
A1
正负离子 正离子种类 占空隙分数 配位比
正八面体
1
6:6
14
晶体 CsCl
负离子堆积 方式
简单立方
正负离子 正离子种类 占空隙分数 配位比
立方体
1
8:8
ZnS(立方)
A1
正四面体
1/2
4:4
ZnS(六方)
A3
正四面体
1/2
4:4
ZnS(立方)
两种确定离子半径的方法：Goldchmidt法，Pauling法
27
1、Goldchimidt离子半径
通过X射线衍射测定晶胞参数，从平衡时正负离子 的核间距求出正负离子半径
3种情况
r+/r- ＜0.414
-+ +-+ -+-
r+/r- =0.414
-++-+ -+-
r+/r- ＞0.414
-++-+ -+-
CsCl 立方
cP
Cl: (0,0,0)
CsCl
Cs:(1/2,1/2,1/2)
5
1. 晶胞与原子分数坐标方法描述 晶体 晶系 点阵 结构
原子坐标
ZnS
立方
cF
金刚石 Zn: (0,0,0);(1/2,1/2,0);(1/2.0.1/2);(0,1/2,1/2) S:(1/4,1/4,1/4);(3/4,3/4,1/4);(3/4,1/4,3/4);(1/4,3/4,3/4)
21
Magelung常数A 与晶体结构形式有关
NaCl型
Na+离子周围
R0处 6个Cl2 R 0 处 12个Na+ 3 R 0 处 8个Cl-
NaCl型离子晶体的A
A61286...1.747 234
22
Born指数m
与离子的电子构型有关
He Ne Ar(Cu+) Kr(Ag+) Xe(Au+)
29
2、Pauling离子半径
离子半径取决于最外层电子分布，r与电子的有效电荷成反比， 有效电荷(Z*)等于核电荷(Z)减去屏蔽常数(σ)
单价(1价)半径
r1
Cn
Z
Cn Z*
Cn为与最外层电子的量子数n有关的常数 等电子离子，Cn相同
5
7
9
10
12
正负离子构型不同时，区二者的平均值
Na+,Ne型,m=7 如
Cl-,Ar型,m=9
NaCl, m=1/2(7+9)=8
23
例
NaCl晶格能的计算
UAN0ZZe2 (11)
40R0
m
A=1.7476
R0=2.79×10-10m N0e2/4πε0=1.3894×10-7 m=（9+7）/2=8
负负接触 4r 2a 负负接触 4r 2a
正负不接触 r++r-=？正负接触 r++r-=a/2
负负接触 正负接触
r-=？ r++r-=a/2
28
实例
测出一些含有相同离子的同类型离子晶体的晶 胞参数，即可推出一系列的离子半径
MgO MnO CaO a/pm 421 444 480
1)rMg2+＜rMn2+ ＜rCa2+ MnO晶体中负负已不接触
3
4.1.1 几种二元离子晶体的 典型结构形式
4
1. 晶胞与原子分数坐标方法描述 晶体 晶系 点阵 结构
原子坐标
NaCl
立方
cF
NaCl
Cl: (0,0,0);(1/2,1/2,0);(1/2.0.1/2);(0,1/2,1/2) Na:(1/2,0,0);(0,1/2,0);(0,0,1/2);(1/2,1/2,1/2)
ZnS
六方
hP
ZnS
Zn: (1/3,2/3,0);(2/3,1/3,1/2) S:(1/3,2/3,3/8);(2/3,1/3,7/8)
6
7
立方ZnS
8
六方ZnS
9
CaF2
立方
cF
10
TiO2
四方
tP
11
12
2. 离子晶体结构的近似模型
模型
不等径圆球密堆积
大球（负离子）密堆积，小球（正离子）填空隙
15
晶体 CaF2 TiO2
负离子堆积 方式
简单立方
正负离子 正离子种类 占空隙分数 配位比
立方体
1/2
4:8
类六方 八面体
1/2
3:6
16
17
4.1.2 离子键与晶格能
18
离子键本质
离子键是离子间静电引力与电子斥力平衡的结果
静电引力 电子斥力
zze2 4 0r
b rm
EEAERz4z0er2 rbm
z+=z-=1 则 U=-1.3894×10-7×1.7476×1×1×(1-1/8)/2.79×10-10
U=-761.7(kJ.mol-1)
24
（1）热化学循环法(Born-Haber热循环法) 设计一个循环途径，利用已知的化学反应热求晶格能
例
+ Na+(g)
Cl-(g)
U
E
I
1/2D
Cl(g)
MgS MnS CaSrMg2+＜rMn2+,但MgS与MnS的a a/pm 520 518 568值相当，说明负负接触，则
2 rS2 4 a184pm
CaO中,正负接触
CaS中,正负接触 r++r-=a/2
rC2a
56818410p0m 2
480 rO2 2 10014p0m
1927年，Goldchmidt从O离子和F离子出发，导出80多种离子半径
ER
R0 E
EA
r
19
晶格能（点阵能） 定义 0K时1mol离子化合物中的离子从相互远离
的气态结合成离子晶体所释放的能量
m A z (g)n B z (g)A m B n(s) U
e)公式
U AN0ZZe2 (11)
40R0
m
Z+，Z-：正负离子化合价 R0：平衡核间距 N0：阿弗加德罗常数 A：Magelung常数，与晶体结构有关 M：Born指数，与离子的电子构型有关
S Na (g)
NaCl(s)
ΔHf Cl2(g)
+
Na (s)
U= ΔHf-I-E-S-1/2D
U晶格能 I,D电离能 E电子亲和能 S升华热 ΔHf生成热
25
4.1.3 离子半径
26
离子半径是不确定的，它和离子所处的特定条件有关 通常所说的离子半径是：将离子看作具有一定半径的弹 性球，两相互接触的半径之和即等于核间的平衡距离 通过X射线衍射得到离子晶体的晶胞参数，通过晶胞参 数可以得到正负离子中心之间的距离 正负离子之间的分界线划分比较困难
第四章 无机非金属材料
1
主要由金属元素和非金属元素形成，其中的化学键有 离子键、共价键及混合键。
按照化学键的不同，无机非金属晶体材料分为离子晶 体、共价晶体、分子晶体及混合键晶体
重点 难点 了解
离子晶体典型构型，晶格能，离子半径 离子半径 无机非金属材料
2
4.1 离子晶体
由正负离子通过静电作用力结合而成的晶体， 正离子半径较小，负离子半径较大。