氧化 (2)
氧化还原反应(二) 教学设计-高中化学人教版(2019)必修一
氧化还原反应（二）同学们好，今天我们学习高中化学必修第一册，第一章，第三节氧化还原反应第二课时。
在上节课的学习中，我们从不同的角度认识了氧化还原反应，这节课我们继续分析一下氧化还原反应。
首先我们来分析锌和盐酸的反应，反应中锌元素和氢元素的化合价发生了变化，锌元素从零价升高到正二价，一个锌原子失去两个电子，锌单质被氧化，可表示为化合价升高，失去两个电子，被氧化，氢元素从正一价降低到零价，两个氢原子得到两个电子，氯化氢被还原，可表示为化合价降低，得到两个电子，被还原。
以上，我们用双线桥法分析了氧化还原反应中的变化情况，双线桥是分析反应前后，同一变价元素的变化情况。
氧化还原反应的特征是反应前后有元素化合价发生变化，而化合价变化的内在原因是发生了电子转移，因此，用双线桥分析氧化还原反应时，我们要在线桥上标明元素化合价升高或降低，得到或失去电子的数目，以及被氧化或被还原的情况等。
下面，我们用双线桥分析铁与硫酸铜的反应，反应中铁元素从零价升高到正二价，一个铁原子失去两个电子，铁单质被氧化，铜元素从正二价降低到零价，一个铜原子得到两个电子，硫酸铜被还原。
我们再来分析钠与氯气的反应，反应中钠元素和氯元素的化合价发生了变化，钠元素从零价升高到正一价，两个钠原子失去两个电子，钠单质被氧化，生成了氯化钠，氯元素从零价降低到负一价，一个氯分子得到两个电子，同时氯气被还原，生成了氯化钠。
用双线桥表示氧化还原反应时，应注意以下几点问题，首先，箭头从反应物中的变价元素指向生成物中的相应元素。
其次，线桥上标注化合价变化情况、电子得失情况以及被氧化或被还原等情况。
此外，电子转移的总数要相等。
下面，我们再来分析二氧化锰与浓盐酸的反应，实验室常用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的方程式如下所示，请同学们思考，被氧化的元素以及被还原的元素分别是什么？反应中锰元素和氯元素的化合价发生了变化，锰元素的化合价从正四价降低到正二价，一个锰原子得到两个电子，二氧化锰被还原，氯元素的化合价从负一价升高到零价，但同时我们还发现，氯化锰中的氯元素的化合价为负一价，并未发生变化，因此，我们分析氯原子失电子数目必须要注意到未变价的氯元素。
氧化反应方程式
氧化反应方程式
氧化反应方程式是描述物质在与氧气反应时发生氧化的化学方程式。
具体的反应方程式取决于反应物的种类和反应条件。
以下是一些常见物质的氧化反应方程式的示例：
1.金属的氧化反应方程式（生成金属氧化物）：铁+ 氧气->
二氧化铁 4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3
2.非金属物质的氧化反应方程式：硫 + 氧气 -> 二氧化硫 S +
O2 -> SO2
3.碳氢化合物的氧化反应方程式：甲烷 + 氧气 -> 二氧化碳 +
水 CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
4.无机化合物的氧化反应方程式：二氧化硫+ 氧气-> 三氧
化硫 SO2 + O2 -> SO3
请注意，这些方程式是示例。
氧化反应的方程式会根据具体的反应物和反应条件而有所不同。
此外，方程式中的系数应根据生成物的摩尔比例进行平衡，以确保质量守恒和电荷守恒。
氧族元素的氧化态和还原性
氧族元素的氧化态和还原性
氧族元素是周期表中的第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。
这些元素有着一些共同的特征，其中包括它们的氧化态和还原性。
1. 氧化态：
氧族元素通常表现出-2的氧化态。
这是因为它们有6个外层电子，需要获得2个电子才能达到稳定的8个电子配置，即通过获得2个负电荷形成氧化态-2。
因此，氧气（O2）的氧化态是0，而硫（S）、硒（Se）、碲（Te）和钋（Po）的氧化态分别是-2。
2. 还原性：
氧族元素的还原性增加随着周期表向下移动而增加。
这是因为原子半径增加，并且电子外层能级离核能量增加。
因此，最上面的氧气分子（O2）相对稳定，不容易还原，而下面的硫、硒、碲和钋元素更容易发生还原反应。
还原性也受到其他因素的影响，如氧族元素的电负性。
电负性是一个元素对电子的吸引力，越高则越容易发生还原反应。
在氧族
元素中，氧的电负性最高，所以它是最好的氧化剂，即它更容易从其他元素那里接受电子，发生还原反应。
此外，硫、硒、碲和钋也可以作为氧化剂，但它们相对于氧来说还原性较弱。
这是因为它们的电负性较低，因此不容易从其他元素那里吸引电子。
综上所述，氧族元素的氧化态通常为-2，并且其还原性随着周期表向下移动而增加。
氧的还原性最强，而硫、硒、碲和钋的还原性相对较弱。
这些特性对于理解氧族元素在化学反应中的行为和性质非常重要。
注意：以上内容仅供参考，如有引用，请确认后再引用。
氧化性顺序口诀
氧化性顺序口诀常用氧化性顺序口诀：1、可以根据氧化还原反应。
氧化性：氧化剂>氧化产物。
2、金属活性顺序：K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au 还原性减弱,对应阳离子氧化性增强。
3、非金属活动性顺序比较：F、O、CI、Br、I、S的顺序从左向右原子氧化性减弱,而阴离子还原性增强。
4、同种元素一般价态较高者氧化性强Fe3+>Fe2+Sn4+>Sn2+S(+6)>S(+4)>S(0)>S(-2)。
5、以元素在周期表中的位置为依据：同主族元素从上到下原子还原性增强（氧化性减弱）,离子氧化性减弱（还原性增强）统周期元素,从左向右原子还原性减弱,氧化性增强。
氧化性顺序口诀高中氧化性强弱顺序排序口诀是如下：在高中化学中，物质的先后反应是一大重点，掌握好优先原则是学习好化学的基本条件，本篇文章将总结高中化学中常见的反应优先原则化学先后反应的判断可分为两大类型一、氧化还原反应型二、非氧化还原反应一、氧化还原反应型在氧化还原中，经常遇到同一种氧化剂与多种还原剂反应，或同一还原剂与多种氧化剂反应。
要解答这类问题，就必须考虑反应先后顺序。
一般来说，含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时，还原性强的还原剂(离子)先被氧化;反之，含多种氧化剂的溶液中，加入一种还原剂时，氧化性强的氧化剂(离子)先被还原。
最常见的例子：将Cl2 通入含Fe2 和Br-的溶液中，反应的过程什么?根据已学知识Fe3 和Br-可以共存，还原性:Fe2 ＞Br-，所以Cl2 先和Fe2 反应，反应方程式为Cl2 2Fe2 ==2Fe3 2Cl-;当Fe2 完全反应后，Cl2 再与Br-反应，反应方程式为Cl2 2Br-==Br2 2Cl-那该如何判断溶液中离子氧化性和还原性的强弱？1.通过反应物和生成物判断在氧化还原反应中，氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物。
氧化还原反应 (2)
第5章 氧化还原反应【5-1】指出下列物质中划线原子的氧化数： （1）Cr 2O 72-（2）N 2O（3）NH 3（4）HN 3（5）S 8（6）S 2O 32-解：（1）Cr: +6; （2）N: +1;（3）N: －3; （4）N: －1/3; （5）S: 0; （6）S: +6 【5-2】用氧化数法或离子电子法配平下列方程式： （1）233234As O +HNO +H O H AsO +NO →?（2）227224242432K Cr O +H S+H SO K SO +Cr SO +()S+H O → （3）232KOH+Br KBrO +KBr+H O →?（4）24242K MnO +H O KMnO +MnO +KOH →? （5）332432()Zn+HNO Zn NO +NH NO +H O →? （6）2223I +Cl +H O HCl+HIO →（7）-+2+42222MnO +H O +H Mn +O +H O → （8）-2--2-2-43442MnO +SO +OH MnO +SO +H O →解：（1）2332343As O +4HNO +7H O=6H AsO +4NO ?（2）227224242432K Cr O +3H S+4H SO =K SO +Cr SO +3)S+7H (O （3）2326KOH+3Br =KBrO +5KBr+3H O ?（4）242423K MnO +2H O=2KMnO +MnO +4KOH ? （5）3324324Zn+10HNO =4Zn NO ()+NH NO +3H O ? （6）2223I +5Cl +6H O=10HCl+2HIO ?（7）-+2+422227MnO +5H O +6H =2Mn +5O +8H O （8）-2--2-2-434422MnO +SO +2OH =2MnO +SO +H O【5-3】写出下列电极反应的离子电子式： （1）Cr 2O 72- → Cr 3+ （酸性介质） （2）I 2 → IO 3-（酸性介质） （3）MnO 2 → Mn(OH)2 （碱性介质） （4）Cl 2 → ClO 3-（碱性介质）解：（1）Cr2O72- + 14H+ + 6e-→ 2Cr3+ + 7H2O（2）I2 + 6H2O →2IO3- +12H+ +10e-（3）MnO2 + 2H2O +2e-→ Mn(OH)2↓ + 2OH-（4）Cl2 + 12OH-→ 2ClO3- + 6H2O + 10e-【5-4】下列物质：KMnO4, K2Cr2O7, CuCl2, FeCl3, I2和Cl2，在酸性介质中它们都能作为氧化剂。
六章 氧化反应2
2. Manganese-based Oxidation Reagents • (1) Manganese Dioxide (MnO2)
-Very mild oxidizing reagent, special "activated" MnO2 preparation required; -Selectively oxidizes allylic and benzylic alcohols to aldehyde or ketone -Requires nonpolar solvent (CH2Cl2, CHCl3, pentane, benzene, etc.)
• KMnO4
• 新制MnO2
3 用Ag2CO3氧化
Ag2CO3/硅藻土
(空阻大，不易被氧化)
(烯丙位-OH易被氧化)
4. Oxidation related DMSO • Swern Oxidation
Example
• Moffatt Oxidation
Moffatt 氧化中的问题： 1. 脲的除去-加入草酸。 2. 共轭醇异构化－加入三氟醋酸吡啶盐。 3. DCC/DMSO需过量－DMSO不做共溶剂, 以乙酸乙酯 代替亦可。
OSO3K
OH
H3CO H3CO
O
O
ONa NaOH H3CO C CH COONa H3CO
K2S2O8 / KOH 200C
CH3
CH3
ONa H3CO KO3SO C O CH3 C CH COONa CH3 H
O H3CO HO C O CH3
O
CH3
用于一般方法不易引入-OH时使用。
第六节
第六章
氧化反应
生物化学 脂代谢 习题
（一）是非题1．脂肪酸合成的碳源可以通过酰基载体蛋白穿过线粒体内膜而进入胞浆。
2．甘油在生物体内可转变为丙酮酸。
3．在脂肪酸合成中,由乙酰辅酶A生成丙二酸单酰辅酶A的反应需要消耗两个高能键。
4．只有偶数碳脂肪酸氧化分解产生乙酰辅酶A。
5．酮体在肝内产生,在肝外组织分解,是脂肪酸彻底氧化的产物。
6．胆固醇是环戊烷多氢菲的衍生物。
7．脂肪酸的合成是脂肪酸ß-氧化的逆过程。
8．用乙酰辅酶A合成一分子软脂酸要消耗8分子ATP。
9．脂肪酸合成的每一步都需要CO2参加，所以脂肪酸分子中的碳都来自CO2。
10．ß-氧化是指脂肪酸的降解每次都在α和ß-碳原子之间发生断裂，产生一个二碳化合物的过程。
11．磷脂酸是三脂酰甘油和磷脂合成的中间物。
12．CTP参加磷脂生物合成，UTP参加糖原生物合成，GTP参加蛋白质生物合成。
13．在动植物体内所有脂肪酸的降解都是从羧基端开始。
14．不饱和脂肪酸和奇数脂肪酸的氧化分解与ß-氧化无关。
15．胆固醇的合成与脂肪酸的降解无关。
16．植物油的必需脂肪酸含量较动物油丰富，所以植物油比动物油营养价格高。
17．ACP是饱和脂肪酸碳链延长途径中二碳单位的活化供体。
18．人可以从食物中获得胆固醇，如果食物中胆固醇含量不足，人体就会出现胆固醇缺乏症。
19．脂肪酸β—氧化是在线粒体中进行的，其所需的五种酶均在线粒体内。
20．细胞中酰基的主要载体一般是ACP。
21．脂肪酸的从头合成与其在微粒体中碳链的延长过程是全完相同的。
22．脂肪酸的分解与合成是两个不同的过程，所以它们之间无任何制约关系。
23．脂肪酸的彻底氧化需要三羧酸循环的参与。
24．动物不能把脂肪酸转变为葡萄糖。
25．柠檬酸是脂肪酸从头合成的重要调节物。
26．已酸和葡萄糖均含6个碳原子，所以它们氧化放出的能量是相同的。
27．酮体是体内不正常的代谢产物。
28．不饱和脂肪酸与饱和脂酸的β—氧化过程相似，所需的酶均相同。
2016-2(第二章)氧化详解
2.3 SiO2在集成电路中的用途
5. 垫氧层：做氮化硅与硅之间的缓冲层以减小氮化硅与硅 之间的应力
2.3 SiO2在集成电路中的用途
2.3 SiO2在集成电路中的用途
6. 注入屏蔽氧化层：用于减小注入损伤及减小沟道效应
2.3 SiO2在集成电路中的用途
减小沟道效应
沿<110>晶向的硅晶格视图
2.1 引言
Si在常温自然环境中产生自然氧化层（ SiO2 ）
X
二氧化硅是半导体集成电路制造的基础 自然氧化层很薄（在40埃左右），非常疏松， 因此不能用来制造半导体器件
2.1 引言
SiO2的原子结构（晶体和非晶体）：
晶体结构：Si-O 四面体在空间规则排列。
2.1 引言
非晶体（无定形）结构：Si-O 四面体在空间无规则排列。
2.4 SiO2－Si界面及掺氯氧化
掺氯氧化： 在氧化工艺中通常在氧化系统中通入少量的氯气（浓度 在3％以下）以改善SiO2的质量。其作用有二：
1、氯离子进入SiO2－Si界面与正电荷中和以减少界面处 的电荷积累
2、氧化前通入氯气处理氧化系统以减少可动离子沾污
2.4 SiO2－Si界面及掺氯氧化
区） ⑦ 质量检查（厚度及其均匀性、表面缺陷、固定和可动 电荷的检测）
温度 1100oC 10oC/min 850oC N2 O2 20 min O2+H2O 60 min O2+HCl 20 min N2
氧化程序控制曲线
5oC/min 850oC
时间
上述工艺SiO2厚度大约600nm左右
2.2 氧化原理
2.3 SiO2在集成电路中的用途
第二章 氧化反应
四、高碘酸（H5IO6或HIO4· 2H2O ）
氧化1,2-二醇，α-氨基醇，α-羟基酮并定量反应来自操作简单，可用于定量分析。
CH2 OH
O
CH OH
O C NH2 C H
CH2 OH
HIO4
2HCHO
＋ HCOOH
HIO4
R1
R
C OH
RCOOH + R1COOH
HIO4
R1
R
C H
RCHO + R1CHO + NH3
亲核性越大重排也就越容易发生 • 烷基中：叔丁基>仲丁基>丙基>乙基>甲基 • 芳基：对甲氧基苯>苯>硝基苯
总体为：叔烷基>仲烷基>苯>环己基>伯烷基
二、锰化合物
1、高锰酸钾 2、活性二氧化锰
1、高锰酸钾
用于芳环或杂环的侧链氧化，氧化反应中电子云密 度大的易氧化。
NO2 NO2
KMnO4 OHNH2
用量按氧化计量计算。
氧化剂的种类
通用氧化剂：氧化能力强，选择性差
例如：KMnO4、 K2Cr2O7
专用氧化剂：氧化能力弱，选择性强
例如：Hg(Ac)2、CrO3、SeO2、Pb(OAc)4、H2O2
主要内容
一、过氧化物 二、锰化合物 三、铬酸及其衍生物 四、高碘酸 五、二氧化硒 六、四乙酸铅
一、过氧化物
CH2OH MnO2 CHO
CH3 C H C
CH3 CHOH CH3
MnO2
CH3 C H C
CH3 C CH3 O
三、铬酸及其衍生物
1、铬酸 H2CrO4 是一种通用氧化剂
生化-生物氧化二
（一）体内产生H2O2 呼吸链传递中漏出电子与氧结合产生超氧阴离子（体内主
要来源）
需氧脱氢酶：直接利用氧为受氢体，催化底物氧化， 辅基：FAD、FMN， 产物：H2O2
细菌感染、组织缺氧，或环境、药物也可导致细胞产生活性氧类
道理？ 10.从细胞水平认识呼吸的含义，内生水的来源（思考！）
0.19
0.58
-36.7
-112
生成每摩尔ATP需能 约30.5kJ,
以上三处足够提供生成 ATP所需能量。
69.5 36.7
112
补充：呼吸链中ATP产生的部位
NADH
复合体I
FMN
复合体II FAD
复合体III
CoQ Cyt b CytC
复合体IV
Cytaa3 O2
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
ATP
ATP
ATP
（二）氧化磷酸化偶联机制
1.化学渗透假说chemiosmotic hypothesis Peter Mitchell获诺贝尔化学奖(1978)
基本要点： 电子经呼吸链传递时，驱动质子（Ｈ＋）
从线粒体内膜的基质侧转移到内膜胞质侧，形 成跨膜质子电化学梯度（Ｈ＋浓度梯度和跨膜 电位差），以此储存能量。
（一）抑制剂
1.呼吸链抑制剂： 阻断呼吸链中某些部位电子传递
复合体
抑制剂
复合体I （Fe-S）
鱼藤酮、粉蝶霉素Ａ、异戊巴比妥
复合体II
萎锈灵
复合体III （Cytb、Cytc1） 抗霉素Ａ
ＣytＣ氧化酶 （CytC）
ＣＯ、ＣＮ－、Ｎ３－、
脂肪酸 氧化 二酸
脂肪酸氧化二酸
脂肪酸是一类碳链长度不等、通常含有偶数个碳原子的羧酸。
它们是人体和动植物体内重要的营养物质，也是构成脂肪的主要成分。
脂肪酸可以分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
饱和脂肪酸的碳链上没有双键，而不饱和脂肪酸则含有一个或多个
双键。
多不饱和脂肪酸中最重要的是Omega-3和Omega-6脂肪酸，
它们对人体健康至关重要。
脂肪酸氧化是指脂肪酸与氧气发生化学反应，产生能量和二氧
化碳的过程。
这是细胞内能量产生的重要途径之一，也是人体进行
有氧运动时的主要能量来源。
脂肪酸氧化是一种复杂的生物化学过程，涉及多个酶的参与，包括脂肪酸的β氧化和三羧酸循环等步骤。
二酸通常指的是二羧酸，是一类化合物，分子中含有两个羧基（-COOH）。
常见的二酸包括草酸、琥珀酸和丁二酸等。
二酸在生物
体内参与多种代谢途径，如琥珀酸是三羧酸循环的中间产物，参与
细胞内能量代谢过程。
脂肪酸氧化和二酸代谢在生物体内密切相关，二酸是脂肪酸氧
化的中间产物，参与细胞内能量代谢过程。
二酸也可以通过不同代
谢途径进一步分解或合成其他生物活性物质，对维持生物体内稳态
起着重要作用。
总之，脂肪酸氧化和二酸代谢是生物体内复杂的生物化学过程，涉及能量代谢、营养物质转化等多个方面，对维持生命活动至关重要。
希望以上回答能够全面回答你的问题。
烯烃
π键
不能单独存在，只能在双键或叁键中与σ键 共存 成键轨道“肩并肩”平行重叠，键能小， 键不稳定 成键的2个碳原子不可以沿键轴“自由” 旋转 受原子核控制弱，反应活性高
烯 烃
C=C和C-C的区别 和 的区别
1.C=C的键长比C 键短。 1.C=C的键长比C-C键短。 的键长比 两个碳原子之间增加了一个π 两个碳原子之间增加了一个π键，也就增加了原子核对电子 的吸引力，使碳原子间靠得很近。C=C键长 键长0.134nm, 的吸引力，使碳原子间靠得很近。C=C键长0.134nm, 而C-C 键长0.154nm 0.154nm。 键长0.154nm。 C=C两原子之间不能自由旋转 由于旋转时，两个P 两原子之间不能自由旋转。 2. C=C两原子之间不能自由旋转。由于旋转时，两个Py轨道 不能重叠， 键便被破坏。 不能重叠，π键便被破坏。 双键的表示法： 双键的表示法： 双键一般用两条短线来表示， C=C， 双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不 同，一条代表σ键，另一条代表π键。 一条代表σ 另一条代表π
烯 烃
3、烯烃的熔点、沸点和相对密度随分子量的增加而升高。 随分子量的增加而升高。 相对密度均小于1 相对密度均小于1 【例如】 】 熔点℃ 沸点℃
-103.7 3.70
相对密度
0.570 0.6213
CH2 CH2 -169.2 CH3 CH CH CH3 -138.9
同碳原子的直链烃的沸点一般比支链烯烃的沸点高。 沸点一般比支链烯烃的沸点高。
次序规则2 当与双键碳原子直接相连的原子相同时，则比较 次序规则2
与该原子相连的其它原子的原子序数。如 –C(CH3)3 ＞ CH(CH3)2 ＞ -CH-2CH2CH3 ＞ -CH2CH3 ＞-CH3
二型阳极氧化
二型阳极氧化
2. 良好的耐蚀性：二型阳极氧化处理后的金属表面形成的氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀 性，能够有效保护金属基体，延长其使用寿命。
3. 表面颜色可控：二型阳极氧化处理后的金属表面可以通过控制处理工艺和参数，实现不 同颜色的氧化膜形成。这使得二型阳极氧化广泛应用于装饰和美观要求较高的领域。
4. 表面质量提高：二型阳极氧化处理后的金属表面光洁度较高，能够改善其表面质量，提 高涂层附着力和涂装效果。
二型阳极氧化
二型阳极氧化（Type II Anodizing）是一种常见的电化学氧化（Anodizing）工艺，用 于对金属表面进行氧化处理，提高其耐腐蚀性、硬度和表面质量。它主要应用于铝合金和钛 合金等材料的表面处理。
二型阳极氧化的主要特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ包括：
1. 形成氧化膜：通过在金属表面进行电化学处理，在其表面形成一层致密的氧化膜。这层 氧化膜具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能。
二型阳极氧化
5. 应用广泛：二型阳极氧化主要应用于铝合金和钛合金等材料的表面处理。在航空航天、 汽车、建筑和电子等领域都有广泛的应用。
需要注意的是，二型阳极氧化是一种表面处理工艺，只对金属表面形成氧化膜，不改变金 属基体的物理性质。因此，在具体应用时需要根据材料和要求选择合适的工艺和处理参数。
氧气(po2 及 io2) 半导体
氧气在半导体工艺中扮演着重要的角色。
它主要用于清洗和氧化过程。
清洗过程中，氧气可以去除表面的有机和无机杂质，提高材料的纯度。
氧化过程中，氧气可以形成氧化层，用于制造晶体管的栅极和绝缘层。
在半导体工艺中，通常使用氧气和氮气等气体。
其中，氧气具有强氧化性，可以与半导体材料发生氧化反应，使器件表面产生氧化物层。
这种氧化物层可以提高器件的绝缘性能和稳定性，同时也可以提高器件的抗腐蚀能力。
氮气在半导体工艺中主要用作惰性气体，用于保护半导体器件不受外界环境的影响。
同时，氮气还可以用于制造氮化物薄膜，提高器件的耐高温和耐腐蚀能力。
总之，氧气和氮气等气体在半导体工艺中扮演着重要的角色，对于提高器件的性能和稳定性具有重要的作用。
co(oh)2氧化过程
co(oh)2氧化过程Co(OH)2氧化过程引言氧化反应是化学反应中常见的一种类型，指的是某种物质与氧气发生反应，产生新的物质和释放出能量。
本文将以Co(OH)2氧化过程为例，介绍氧化反应的基本原理和过程。
一、Co(OH)2的结构和性质Co(OH)2是一种无机化合物，化学式为Co(OH)2。
它是一种蓝色的固体，难溶于水。
Co(OH)2具有一定的稳定性，但在适当的条件下，它可以发生氧化反应。
二、Co(OH)2的氧化过程Co(OH)2的氧化过程涉及到氧气的参与，可以用以下反应式表示：2Co(OH)2 + O2 → 2CoO + 2H2O在氧化反应中，Co(OH)2与氧气发生反应，生成CoO和水。
这是一个氧化反应，Co(OH)2中的钴原子由+2价被氧气氧化为+3价，同时氧气还与Co(OH)2中的氢原子发生反应，生成水。
三、氧化反应的原理氧化反应中，物质中的某种元素失去电子，称为被氧化剂。
而氧化反应中的另一种物质获得这些电子，称为还原剂。
在Co(OH)2的氧化过程中，氧气是氧化剂，它从Co(OH)2中接受了电子，使得Co(OH)2中的钴原子氧化为+3价。
而Co(OH)2中的氢原子则被氧气氧化为水，充当了还原剂的角色。
四、氧化反应的影响因素氧化反应的速度和产物的生成量受到多种因素的影响。
在Co(OH)2的氧化过程中，以下因素可能会影响反应速度和产物生成量：1.温度：反应速度通常随温度的升高而增加，因为高温有利于分子的运动和相互碰撞，进而促进反应的进行。
2.反应物浓度：反应物浓度的增加有助于提高反应速度，因为更多的反应物分子之间的碰撞会增加。
3.催化剂：催化剂是能够加速化学反应速率的物质。
添加适量的催化剂可以显著提高Co(OH)2氧化反应的速率。
结论通过对Co(OH)2氧化过程的分析，我们了解到氧化反应是一种常见的化学反应类型。
在Co(OH)2的氧化过程中，Co(OH)2与氧气发生反应，生成CoO和水。
氧化反应的基本原理是氧化剂接受电子，还原剂失去电子。
氧化型辅酶2的化学方程式
氧化型辅酶2的化学方程式氧化型辅酶2（FAD）是一种重要的辅酶，它在生物体的能量代谢中发挥着重要的作用。
化学方程式可以描述FAD的氧化过程，该过程涉及到电子的转移和能量的释放。
FAD的化学方程式可以表示为：FAD + 2H+ + 2e- → FADH2在这个方程式中，FAD接受了2个氢离子（H+）和2个电子（e-），从而被还原为FADH2。
这个过程被称为FAD的氧化反应，因为FAD 失去了氢原子和电子。
FAD是一种含有呋喃核的化合物，它的结构中包含有一个辅基（flavin基团）和一个腺嘌呤核苷酸（adenine nucleotide）核心。
FAD的辅基可以在氧化还原反应中接受和释放电子。
当FAD接受两个电子时，它的辅基上的两个相邻氧原子上的负电荷会中和，从而形成FADH2。
FAD在细胞的能量代谢中发挥着重要的作用。
它参与了细胞呼吸过程中的氧化磷酸化反应和脱氢酶反应。
在氧化磷酸化反应中，FAD 接受了电子和氢离子，然后将它们转移到呼吸链中的细胞色素C。
这个过程产生了ATP，也就是细胞的能量货币。
在脱氢酶反应中，FAD作为一个辅酶参与了氧化反应，帮助催化底物的氧化。
FAD的还原形式FADH2在细胞中可以通过其他氧化还原反应再次被氧化为FAD。
这个过程涉及到将FADH2的电子传递给氧气或其他氧化剂。
在这个过程中，FADH2会释放出能量，并恢复到FAD的氧化形式。
FAD的氧化反应可以通过化学方程式FAD + 2H+ + 2e- → FADH2来描述。
这个反应是生物体能量代谢过程中的关键步骤之一，能够产生能量和帮助催化底物的氧化反应。
FAD的氧化还原反应在细胞的呼吸过程中起着重要的作用，对维持细胞的正常功能至关重要。
氧化型辅酶2的化学方程式
氧化型辅酶2的化学方程式
氧化型辅酶2（FAD）是一种重要的辅酶，它在细胞内参与多种氧化还原反应。
它的化学方程式可以表示为：
FAD + 2H+ + 2e- ⇌ FADH2
在这个方程式中，FAD表示氧化型辅酶2，FADH2表示还原型辅酶2。
方程式的左边是氧化反应，右边是还原反应。
氧化型辅酶2接受两个氢离子（H+）和两个电子（e-）进行还原，生成还原型辅酶2。
FAD是一种含有核黄素的辅酶，核黄素是一种维生素B2的衍生物。
它在细胞内起着电子传递的重要作用。
当细胞需要进行氧化反应时，氧化型辅酶2接受电子和氢离子，转化为还原型辅酶2。
还原型辅酶2可以将电子和氢离子传递给其他分子，参与细胞内的氧化还原反应。
氧化型辅酶2的还原反应是一个重要的能量转换过程。
在细胞内，氧化型辅酶2可以接受来自其他分子的电子和氢离子，生成还原型辅酶2。
还原型辅酶2可以将电子和氢离子转移到细胞内的电子传递链中。
通过电子传递链，细胞可以将这些电子和氢离子与氧气结合，生成水，并释放出大量的能量。
这个过程称为细胞呼吸，是细胞内能量代谢的关键步骤。
除了参与能量转换，氧化型辅酶2还参与了其他的氧化还原反应。
例如，它可以参与细胞内的脱氢反应，将某些有机分子中的氢原子移除，并将电子转移到其他分子上。
这些脱氢反应在细胞内合成分子和代谢废物的过程中起着重要作用。
氧化型辅酶2（FAD）是一种重要的辅酶，它在细胞内参与多种氧化还原反应。
它可以接受电子和氢离子，转化为还原型辅酶2，并参与能量转换和其他氧化还原反应。
通过这些反应，细胞可以进行正常的能量代谢和生物化学反应。
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2 tOX B(t ),
硅 (a)
X = B/At
硅的线性氧化
X =
硅 (b)
X = B = B/A t =
Bt
硅的抛物线氧化 氧化厚度 抛物线常数 = 线性常数 氧化时间
硅 (c)
硅氧化生长率 氧化厚度 氧化时间
选择性氧化/局部氧化（LOCOS）
干氧氧化
慢、密度高
750℃~1100 ℃
Si ( solid ) O2 ( gas ) SiO2 ( solid )
湿氧氧化
快、密度低
Si ( solid ) 2H 2O( gas ) SiO2 ( solid ) 2H 2 ( gas )
氧化生长模式 无论是干氧或者湿氧工艺，二氧化硅的生 长都要消耗硅，如图所示。硅消耗的厚度占氧 化总厚度的 0.46 ，这就意味着每生长 1µm 的氧 化物，就有 0.46µ m的硅消耗（干、湿氧化略有 差别）。
从单晶硅到无定形SiO2间的SiO2/Si界面上存在突变。我们知道，在SiO2分之中， 每个硅原子和四个氧原子键合，每个氧原子和2个硅原子键合，但在SiO2/Si界面 上有些硅原子并没有和氧原子键合。距SiO2/Si界面2nm以内的硅不完全氧化是带 正电荷的固定氧化物电荷区。界面处积累的其他一些电荷包括界面陷阱电荷、可 移动氧化物电荷。前者由结构缺陷、氧化诱生缺陷或者金属杂质引起的正的或负 的电荷组成，后者是由于可动离子沾污引起的，在远离界面的氧化物体内，也可 能有正的或负的电荷氧化物陷阱电荷。对于器件的正常工作，界面处的电荷堆积 是不受欢迎的，它会导致MOS器件的开启电压值变得无法接受，通过在氢气或氢 －氮混合气体中低温（450℃）退火可以减少这种不可接受的电荷。
Cg n Pg V kT
J1 hg (Cg Cs )
J 2 DO2inSiO2
J 3 k sCi
tOX
Ks是化学反应速率常数
HPg Ci k kt 1 s s OX h D
h
hgห้องสมุดไป่ตู้HkT
只要将界面流量除以单位体积SiO2的氧分子数，通常 用NO2标示，就可获得生长速率，对于用分子氧进行 的氧化来说， NO2是SiO2中氧原子数密度的一半，即 2.2×1022
Hks Pg J dtOX R ks kstOX N O2 dt N O2 (1 ) h D
假定在氧化前已存在的氧化层厚度为t0，则以上微分方程 的解为： 2 2 DHP 1 1 t g 2 0 At 0 tOX AtOX B(t ), A 2 D( ), B , ks hg N O2 B
加热 器
SiO2-Si界面
从单晶硅到无定形 SiO2 间的 SiO2/Si 界面上存在突 变。我们知道，在 SiO2 分之中，每个硅原子和四个氧原 子键合，每个氧原子和 2个硅原子键合，但在 SiO2/Si 界 面上有些硅原子并没有和氧原子键合（见下图）。距 SiO2/Si 界面 2nm 以内的硅不完全氧化是带正电荷的固定 氧化物电荷区。界面处积累的其他一些电荷包括界面陷 阱电荷、可移动氧化物电荷。前者由结构缺陷、氧化诱 生缺陷或者金属杂质引起的正的或负的电荷组成，后者 是由于可动离子沾污引起的，在远离界面的氧化物体内， 也可能有正的或负的电荷氧化物陷阱电荷。对于器件的 正常工作，界面处的电荷堆积是不受欢迎的，它会导致 MOS器件的开启电压值变得无法接受，通过在氢气或氢－ 氮混合气体中低温（450℃）退火可以减少这种不可接受 的电荷。
氧化系统示意图
氧化工艺
干氧 湿氧
氧气直接通向高温氧化炉与硅反应，特点是氧化速率小， 氧化层致密，非常适合MOS器件中栅极氧化中低于 0.1微米的薄氧 化层的生长。 先让氧气通过气泡发生器，使氧中携带一定量的水汽（水 汽含量一般由水浴温度和气源压力决定）。
特点：氧化速率大，但氧化层结构疏 松，质量 不如干氧。为了既保证氧化 质量又提高氧化速率，通常采用：干 氧+湿氧+干氧 的氧化工艺
承载 气体
加氯氧化 为了满足薄的MOS栅极氧化层质量要求，通常采用加 氯氧化法。在氧气中加入氯后，氯可以减少氧化层里 的移动离子（Na）电荷，从而减少硅表面及氧化层的 结构缺陷，即减少硅氧结合处的电荷。氧化时的氯气 可以使用氯化氢、三氯乙烯、氯方等分解得到，也是 通过气泡发生器以气态形式进入反应室。从安全和方 便的角度讲，氯仿是比较好的氯源。
硅片上的选择性氧化区域是利用SiO2来实现对硅表面相邻器 件间的电隔离。传统的.025µ m工艺以上的器件隔离方法是硅的局 部氧化。
在氧化时，当O2扩散穿越已生长的氧化物是，他是在各个方向上 扩散的，纵向扩散的同时也横向扩散，这意味着在氮化物掩膜下 有着轻微的侧面氧化生长。由于氧化层比消耗的硅更厚，所以在 氮化物掩膜下的氧化生长将抬高氮化物的边沿。我们称之为“鸟 嘴效应”。
氧化过程描述
J1 J 2 J 3
两个方程三个未知浓度
Cs , Co , Ci
亨利定律：固体表面吸附元 素的浓度与固体表面外气体 中该元素的分气压成正比
Co HPs HkTCs
H是亨利气体常数
J1 DO2in 滞留层
C g C s
tS1
Co Ci
Ts1是滞留层厚度，Cg可用理想气体定律计算 hg是质量输运系数
氧化膜的用途
1. 2. 3. 4. 5. 保护器件免划伤和隔离沾污 限制带电载流子场区隔离（表面钝化） 栅氧或储存器单元结构中的介质材料 掺杂中的注入掩蔽 金属导电层间的介质层
硅上热生长的氧化层的温度在750℃~1100 ℃之间，称为 热氧化层，或热二氧化硅。二氧化硅熔点1732 ℃，热生 长的SiO2能紧紧粘附在硅衬底上，并具有优良的介质。当 硅片在空气中曝露，就会在表面形成结构原子层的自然氧 化膜，室温下最厚可达40Å 。
不同要求下氧化物厚度范围
半导体应用 m工艺） 栅氧（0.18µ
典型厚度Å 20~60
电容器的电介质
掺杂掩蔽氧化物
5~100
400~1200（依赖于掺杂剂、注
入能量、时间和温度）
STI隔离氧化物
LOCOS垫氧 场氧
150
200~500 2500~15000
氧化生长方式