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最新整理高一化学教案新型无机非金属材料

课题:新型无机非金属材料

教学重点:新型无机非金属材料的特点。

教学过程:

引言:能源、信息、材料是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。材料与我们的生活密切相关,是人类社会生活中不可缺少的物质基础,它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。人类使用和制造材料有着悠久的历史,制造出的第一种材料是陶。

设问:提出问题,让学生讨论。

1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料?(刀头上的金刚石)

2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少?(人造红宝石)

3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料?(压电陶瓷)

4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的?(光导纤维)

板书:第三节新型无机非金属材料

材料包括很多种,可以把它们分类:投影:

一、材料的分类和特点:

1.材料可分为:无机非金属材料传统无机非金属材料如:水泥、玻璃、陶瓷

新型无机非金属材料如:高温结构陶瓷、光导纤维

金属材料如:Fe、Cu、Al、合金等。

高分子材料如:聚乙烯、聚氯乙烯

讲解:今天,我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。请看课本中的有关内容,可以讨论,交流,也可以起来发言。注意总结出要点。

交流并及时小结:1.传统的硅酸盐材料有什么优、缺点?

优点:抗腐蚀、耐高温;缺点:质脆、经不起热冲击。

2.新型无机非金属材料有哪些特性?

①承受高温,强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。

板书:二、新型无机非金属材料简介

新型无机非金属材料很多,现列举几种:压电材料;磁性材料;导体陶瓷;激光材料,光导纤维;超硬材料(氮化硼);高温结构陶瓷;生物陶瓷(人造骨头、人造血管)等等。

今天,我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。

板书:(一)、高温结构陶瓷

1.氧化铝陶瓷

展示:高压钠灯。外罩是玻璃,里面的灯管是氧化铝陶瓷,是一种高温结构材料。

高压钠灯内温度高达1400℃,同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。

展示:坩埚、高温炉管。

让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。

讲解:性能:熔点高、硬度大、透明、耐高温;用途:坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管

2.氮化硅陶瓷

展示:陶瓷柴油机的图片。

说明:氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷,我国等少数先进国家,已经用它制造出来陶瓷柴油机。其优点:超硬物质,具有润滑性,耐磨性抗腐蚀性强,高温也能抗氧化。

当然,还有其他高温结构材料,如碳化硼陶瓷等等。

板书:(二)、光导纤维

展示:光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。

上述物品及演示中,可以观察到:光导纤维可以传输光、图像、音乐等。

当然,它的最大用途是,远距离信息传输,构建信息高速公路。还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。

播放:光导纤维的视频。

学生概括:光导纤维的主要性能和用途:传导光的能力很强,应用于通信。

教师小结:对比光纤光缆和普通电缆。光纤光缆信息量大,每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路;光纤光缆原料来源广(石英玻璃),节约有色金属。而普通光缆资源较少;光纤光缆质量小,每km27g,不怕腐蚀,铺设方便。而普通光缆每km1.6t;光纤光缆成本低,每km10000元左右。而普通光缆每km200000元左右;光纤光缆性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射……

指导阅读:教材中的资料“人造宝石”。

教师展示有关图片并适当讲解。

课堂练习:

1.有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是()

A.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点,但是硬度却远远低于金属材料

B.氮化硅陶器是一种重要的结构材料,具有超硬性,它不与任何无机酸反应

C.光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维

D.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听

2.下列有关材料的说法不正确的是()

A.传统的无机材料虽有不少优点,但质脆、经不起热冲击

B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点,但强度比较差C.高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D.新型无机非金属材料特性之一具有电学特性

参考答案:1.C、D2.B

板书设计:第三节新型无机非金属材料

一、材料的分类和特点:

2.新型无机非金属材料有哪些特性?

①承受高温,强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。

二、新型无机非金属材料简介

(一)、高温结构陶瓷

1.氧化铝陶瓷

性能:熔点高、硬度大、透明、耐高温;用途:坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管

2.氮化硅陶瓷

其优点:超硬物质,具有润滑性,耐磨性抗腐蚀性强,高温也能抗氧化。

还有其他高温结构材料,如碳化硼陶瓷等等。

(二)、光导纤维

对比光纤光缆和普通电缆

光纤光缆

普通电缆

信息量大,信息量大,每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话

8管同轴电缆每条通话1800路

原料来源广(石英玻璃),节约有色金属

资源较少

质量小,每km27g,不怕腐蚀,铺设方便

每km1.6t

成本低,每km10000元左右

普通光缆每km200000元左右

性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射

教学点评:

随着科学技术的迅猛发展和人民生活的不断改善,新型无机非金属材料显得越来越重要了,本节教学从学生身边的事物出发引出问题,并通过展示相关的媒体素材使学生更深刻的认识新型无机非金属材料在科学技术和人民生活中越来越重要。

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2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SiO2 B.无法判断混合物中是否含有Na2O C.1.92 g固体成分为Cu D.15.6 g混合物X中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1 【答案】B 【解析】 途径a:15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液,所以是铜离子的颜色,但是金属Cu和盐酸不反应,所以一定含有氧化铁,和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应,二氧化硅可以和氢氧化钠反应,4.92g固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了3.0g,所以该固体为二氧化硅,质量为3.0g,涉及的反应有:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,又Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu;结合途径b可知15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g,固体中一定还有氧化钠,其质量为9.2g, A.由以上分析可知X中一定存在SiO2,故A正确; B.15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,只有氧化钠与水反应,混合物中一定含有Na2O,故B错误; C.Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu,故C正确; D.设氧化铁的物质的量是x,金属铜的物质的量是y,由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出:Fe2O3~2Fe3+~Cu,则160x+64y=6.4,64y﹣64x=1.92,解得 x=0.02mol,y=0.05mol,所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,则原混合物中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1,故D正确; 【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算,侧重于学生的分析和计算能力的考查,为高考常见题型,注意掌握检验未知物的采用方法,能够根据反应现象判断存在的物质,注意合理分析题中数据,根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量,难度中等. 2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是() ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

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

第二届全国高校无机非金属材料基础知识大赛决赛试题

第二届全国高校无机非金属材料 基础知识大赛决赛试题 一、必答题 1. 硅酸盐熔体的粘度随()而降低。 A. 温度下降 B. SiO2含量增加 C. 碱性氧化物含量增加 D .以上三个都不对 2. 马赫数是气体动力学一个很重要无量纲量,它反映()相对比。 A. 粘性力与惯性力 B. 惯性力与弹性力 C. 粘性力与重力 D .惯性力与重力 3. 某晶面族X 射线衍射强度正比于该晶面的()。 A. 晶面间距 B .结构因子 C. 多重因子 D. B 和C 4. 在形成连续固溶体的二元相图中存在一个二元无变量点,该说法()。 A. 对

B. 错 C. 不能确定 D. 5. 关于气体燃料预混燃烧的叙述错误的是()。 A. 火焰较短,燃烧空间较小 B .需要的空气过剩系数较大 C.火焰黑度小,不发光 D .不需将空气和燃料预热到较高的温度 6. 透射电镜主要由四大系统构成,其中()是其核心。 A. 真空系统 B .电子光学系统 C. 供电控制系统 D. 附加仪器系统 7?研究表明,Ni2+和Ca2^子可完全置换MgO晶体中的Mg2+离子, 因此可以推测NiO或CaO可与MgO生成()。 A. 有限固溶体 B .连续固溶体 C. 化合物 D. 非化学计量化合物 8. 在不可压缩流体流动过程中,各相邻流体间的()做功,造成流体自身机械能的损失。 A. 内摩擦力

B. 重力 C. 曳力 D. 范德华力 9. 在获得的试样DSC曲线上,如果存在373C晶型转变放热峰, 基本可说明是石英相变,具体是()。 A. 0SiO2 转变a SiO2 B. B SQ2 转变丫SiO2 C. a SiO2 转变怜Si。? D. -SiO2 转变 &SiO2 10. 制备玻璃要经过高温熔化形成无气泡的玻璃液,但是玻璃还是分 相。() A. 会 B. 不会 C. 可能 D. 11. 静止液体中其一点的压强与()的一次方成正比。 A. 淹没深度 B .位置高度 C. 表面压强 D. 以上都不对 12. 要测定聚合物的熔点,可以选择()。 B. 紫外可见光谱 A. 红外光谱

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

新型无机非金属材料.doc

新型无机非金属材料 课题: 教学重点:的特点。 教学过程: 引言:能源、信息、材料是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。材料与我们的生活密切相关,是人类社会生活中不可缺少的物质基础,它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。人类使用和制造材料有着悠久的历史,制造出的第一种材料是陶。 设问:提出问题,让学生讨论。 1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料?(刀头上的金刚石) 2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少?(人造红宝石) 3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料?(压电陶瓷) 4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的?(光导纤维) 板书:第三节新型无机非金属材料 材料包括很多种,可以把它们分类:投影: 一、材料的分类和特点: 1.材料可分为:无机非金属材料传统无机非金属材料如:水泥、玻璃、陶瓷 新型无机非金属材料如:高温结构陶瓷、光导纤维 金属材料如:fe、cu、al、合金等。

高分子材料如:聚乙烯、聚氯乙烯 讲解:今天,我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。请看课本中的有关内容,可以讨论,交流,也可以起来发言。注意总结出要点。 交流并及时小结:1.传统的硅酸盐材料有什么优、缺点? 优点:抗腐蚀、耐高温;缺点:质脆、经不起热冲击。 2.新型无机非金属材料有哪些特性? ①承受高温,强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。 板书:二、新型无机非金属材料简介 新型无机非金属材料很多,现列举几种:压电材料;磁性材料;导体陶瓷;激光材料,光导纤维;超硬材料(氮化硼);高温结构陶瓷;生物陶瓷(人造骨头、人造血管)等等。 今天,我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。 板书: (一)、高温结构陶瓷 1.氧化铝陶瓷 展示:高压钠灯。外罩是玻璃,里面的灯管是氧化铝陶瓷,是一种高温结构材料。 高压钠灯内温度高达1400℃,同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。 展示:坩埚、高温炉管。 让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。 讲解:性能:熔点高、硬度大、透明、耐高温;用途:坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管

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

高考化学无机非金属材料(大题培优)及答案

高考化学无机非金属材料(大题培优)及答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.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; 故答案为:A。 2.在室温时,下列各组中的物质分别与过量NaOH溶液反应,共生成4种盐的是()A.SO2、CO2、SO3 B.H2S、NO、SO3 C.CO2、Cl2、SO3 D.SiO2、CO、Cl2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.SO2、CO2、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4,生成3种盐,故不选A; B.NO与氢氧化钠溶液不反应,H2S、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2S、Na2SO4,生成2种盐,故不选B; C.CO2、Cl2、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2CO3、NaClO、NaCl、Na2SO4,生成4种盐,故选C;

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

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

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。

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景 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。 成分结构 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。 硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。 应用领域 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。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型无机非金属材料具有性质稳定,抗腐蚀耐高温等优点,但质脆,经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。 业务培养目标: 本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在

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。

《无机非金属材料创新基础》课程教学大纲

《无机非金属材料创新基础》课程教学大纲 课程代码: 050432005 课程英文名称:Innovation foundation of ceramic factory 课程总学时:16 讲课:16 实验:0 上机:0 适用专业:无机非金属材料工程 大纲编写(修订)时间:2017.10 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 《陶瓷工厂创新基础》专业外语课程是无机非金属专业的一门选修课,通过课堂上教师讲授和学生讨论,完成教学内容,达到初步了解什么是无机非金属材料专业和如何进行创新模式思考的教学目的。 教学基本要求: (1)学习无机非金属材料的基本组成; (2)掌握创新的思路与方法; (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识:掌握水泥混凝土、玻璃、陶瓷的定义、组成、性质,几种典型新型无机非金属材料及该领域的发展趋势。 2.基本理论和方法:通过课堂讲授掌握什么是无机非金属材料、什么是水泥混凝土、玻璃、陶瓷,了解创新型人才的素质及培养途径、科技创新的思维模式,采用讨论的形式启发大学生创新的思考。 3.基本技能:具备查阅文献、独立完成创新报告的能力。 (三)实施说明 1.教学方法:采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点,将各种创新思维方法的实际应用纳入教学过程,使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过食品和讨论的方式调动学生学习的主观能动性,强化学生运用知识的能力,培养自学能力。 2.教学手段:本课程属于选修课,在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。 (四)对先修课的要求 无 (五)对习题课、实验环节的要求 无 (六)课程考核方式 1.考核方式:考查 2.成绩构成:本课程的总成绩主要由三部分组成:平时成绩(课堂表现、回答问题)占30%,课后大作业占70%。 (七)参考书目 1. 《科技创新思路及方法》,王国全著,知识产权出版社, 2013 二、中文摘要

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

无机非金属材料科学基础答案最终版

长春理工大学 无机材料科学基础教程 Inorganic materials science-based tutorial 制作人:左手天堂 班级:0906112 时间:2011.09.10

4。 第三章 萤石型和反萤石型 二八面体型与三八面体型 尖晶石与反尖晶石 (a )萤石型:CaF 2 型结构中,Ca 2+按面心立方紧密排列,F -占据晶 胞中全部四面体空隙。 反萤石型:阳离子和阴离子的位置与 CaF 2型结构完全相反,即碱金属 离子占据F - 的位置,O 2-占据Ca 2+ 的位置。 (b ) 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。 (C )二八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若有三分之二的八面体空隙 被阳离子所填充称为二八面体型结构 三八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若全部的八面体空隙被阳离子所填 充称为三八面体型结构。 (d ) 同晶取代:杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变 晶体结构类型的现象。 阳离子交换:在粘土矿物中,当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时, 一些电价低、半径大的阳离子(如 K +、Na + 等)将进入晶体结构来平衡 多余的负电荷,它们与晶体的结合不很牢固, 在一定条件下可以被其它 阳离子交换。 (e )正尖晶石:在AB 2O 4尖晶石型晶体结 构中,若A 2+ 分布在四面体空隙、而B 3+ 分布 于八面体空隙,称为正尖晶石; 反尖晶石:若A 2+分布在八面体空隙、而B 3+ 一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体 空隙,通式为B (AB )O 4,称为反尖晶 石。 3-2(a )在氧离子面心立方密堆积的晶胞中, 画出适合氧离子位置的间隙类型及位置,八 面体间隙位置数与氧离子数之比为若干?四 面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干? (b )在氧离子面心立方密堆积结构中, 对于 获得稳定结构各需何种价离子,其中: (1)所有八面体间隙位置均填满; 3-1名词解释 (a ) (c ) (e ) 答: (b )类质同晶和同质多晶 (d )同晶取代与阳离子交换

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