化学与材料
化学与材料的发展-PPT
[名师精析] (1)2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑. (2)用 Cl2 制备纯硅涉及反应：2Cl2＋Si(粗)==△===SiCl4，用 H2 还原，SiCl4 得到高纯硅的化学方程式为：SiCl4＋2H2=高==温==Si＋4HCl. (3)先发生反应：CH2CH2＋Cl2―→ClCH2CH2Cl，再通过脱去一分子 HCl，使之形成含双键的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即
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(3)硅 目前半导体工业最重要的基础材料，其制备反应为： SiO2＋2C=16=0=0=℃==～==1=8=0=0=℃=Si＋2CO↑. Si＋3HCl=2C=5=u0=℃粉==～或=3=A0=g0=粉℃==SiHCl3＋H2. SiHCl3＋H2=11=0=0=℃==～==1=2=0=0=℃=Si＋3HCl.
(2)炼钢
①原料：生铁(或废钢铁)、氧气、生石灰、脱氧剂
②主要反应：
除碳：2C＋O2=高==温==2CO
2Fe＋O2=高==温==2FeO
FeO＋C
高温 =====
Fe＋CO
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除硫：FeS＋CaO
高温 =====
CaS＋FeO
脱氧：2FeO＋Si=高==温==2Fe＋SiO2
SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3
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2．几种金属的冶炼 (1)炼铁
①原料：铁矿石(如磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿等)、焦 炭、石灰石、空气． ②主要反应：2C＋O2=高==温==2CO 3CO＋Fe2O3=高==温==2Fe＋3CO2 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2=高==温==CaSiO3
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③设备：炼铁高炉
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4．我国及美国、日本等国家已研制出一种陶瓷柴油
材料和化学的关系
材料和化学的关系材料和化学是紧密相关的领域，在许多方面相互影响和互补。
化学是研究物质的性质、组成、结构和变化的科学，而材料科学是探索、设计和应用不同材料的科学。
在现代科学和工程中，材料和化学的结合对于开发新材料、改进现有材料以及推动技术进步至关重要。
首先，化学为研究材料提供了基础。
了解材料的成分和结构是制定合适的化学方法和工艺的前提。
化学家通过分析材料的化学性质来确定其组成和结构，这有助于理解材料的性能和性质。
例如，通过分析材料中的化学键类型和强度，化学家可以预测材料的导电性、透明性、热稳定性等属性。
这种基于化学的分析有助于指导材料科学家选择适当的材料及其制备方法。
其次，材料科学为化学研究提供了实际应用平台。
通过材料的设计、合成和改进，化学家可以将新的化学理论和实践应用于实际材料中。
例如，材料科学家可以利用化学合成方法制备出新型配位聚合物，这些聚合物在催化反应中展示出独特的性能。
这种通过材料设计来实现化学目标的方法，被称为材料化学。
材料化学的发展不仅推动了化学领域的进步，还为许多实际应用领域提供了新材料的选择。
而在具体应用中，材料和化学在许多领域相互融合。
例如，在能源领域，材料科学家利用化学合成方法和理论指导，研究和开发新型材料来提高太阳能电池的效率。
通过改变材料表面化学组成或结构，可以增强对太阳光的吸收和光电转换效率。
在信息领域，材料科学家和化学家合作研究功能材料，如光电器件和储存材料，以实现更高的性能和更低的能耗。
在生命科学领域，生物医学材料的设计和合成也离不开化学的参与，以确保其生物相容性和功能性。
总之，材料和化学的关系是密不可分的。
化学提供了材料科学研究的基础和指导，而材料科学则为化学研究提供了实际应用平台。
两者相互依赖，不断推动科学和技术的进步。
通过深入研究材料的成分和结构，以及应用化学理论和实践来开发新材料，我们可以期待更多创新的材料的出现，为社会带来更多福祉。
材料化学和化学的区别
材料化学和化学的区别
一、定义的区别：
化学是一门研究物质的组成、性质、结构、变化以及变化规律的学科。
它关注的是原子、分子之间的相互作用和化学反应。
而材料化学则是一门研究材料的合成、结构、性能以及与其他物质的相互作用的学科。
它关注的是材料的制备、性能调控和应用。
二、研究对象的区别：
化学的研究对象是原子、分子和它们之间的相互作用，例如化学反应、化学键的形成与断裂等。
而材料化学的研究对象是各种材料，包括无机材料、有机材料、金属材料等，研究的重点是材料的结构、性能以及与其他物质的相互作用。
三、研究方法的区别：
化学研究常使用实验手段来探索物质的性质和变化规律，通过实验数据和理论模型来解释化学现象。
而材料化学的研究方法更加多样化，既包括实验手段，也包括理论模拟和计算方法。
例如，材料化学家可以通过合成不同成分和结构的材料来调控其性能，也可以通过计算方法预测材料的性质和反应行为。
四、应用的区别：
化学的应用领域非常广泛，涵盖了药物、化妆品、能源等多个领域。
化学家可以通过研究物质的性质和反应规律来开发新的化学品和技
术。
而材料化学的应用主要集中在材料领域，例如新材料的研发、功能材料的设计和制备等。
材料化学家可以通过控制材料的结构和组成来实现特定的性能和应用。
材料化学和化学在定义、研究对象、研究方法和应用等方面存在着明显的区别。
化学注重物质的组成、性质和变化规律，而材料化学则注重材料的合成、结构和性能调控。
两个学科在研究方法和应用方面也有所不同，但都对人类社会的发展和进步起到了重要的推动作用。
化学与材料工程
化学与材料工程化学与材料工程是一门综合性的学科，涵盖了化学、物理、材料科学和工程学等多个领域。
它的研究对象包括了化学反应过程、材料的合成与性能改良以及材料在工程应用中的应用等方面。
化学与材料工程的发展对推动科技进步和工业发展起到了重要的作用。
一、化学在材料工程中的应用化学在材料工程中起着至关重要的作用。
通过化学反应，可以实现材料的合成、改性和特殊性能的调控。
化学合成方法的发展使得人们可以制备出各种各样的材料，从金属、陶瓷到高分子材料，无所不能。
化学的研究和创新不仅扩展了材料的种类，还提高了材料的性能和品质，为各个领域的应用提供了坚实的基础。
二、材料工程中的物理学原理物理学是研究物质的本质、结构和特性的学科。
在材料工程中，物理学为人们认识和了解材料提供了基本的原理和方法。
例如，通过物理学的电学原理，可以研究和应用导电材料；通过热学原理，可以优化材料的热传导性能；通过光学原理，可以制备光功能材料。
物理学的研究成果推动了材料工程的发展，为材料设计和制备提供了理论指导。
三、化学与材料工程的交叉学科化学与材料工程是相互交叉的学科，它们之间相互依赖、相互促进。
通过化学基础知识的应用，材料工程师可以制备出新型材料；而材料工程的需求也推动化学的发展，推动了新化学反应的发现和应用。
此外，化学在材料工程中的应用也促进了材料工程的发展，提高了材料的性能和品质。
化学与材料工程的交叉合作为科技创新和工业发展提供了广阔的空间。
四、材料工程的应用领域材料工程的应用领域广泛，涉及到各个重要的行业和领域。
例如，新材料的研发和应用在信息技术、航空航天、能源、医疗健康等方面有广泛的应用。
在信息技术领域，新型材料的应用可以提高电子设备的性能、延长电池寿命等。
在能源领域，材料工程可以开发新型能源材料，提高能源转换效率。
在医疗健康领域，生物材料的发展可以应用于人工器官的制备、组织工程和药物控释等方面。
材料工程的应用和创新对于社会经济的发展和人类福祉具有重要的意义。
化学与材料工程的关系
化学与材料工程的关系化学与材料工程是两个相互交叉、相互依存的学科，二者之间存在着紧密的联系和协同发展。
化学为材料工程提供了基础理论和技术支持，而材料工程则促进了化学的应用和发展。
下面将从不同角度探讨化学与材料工程之间的关系。
一、材料的化学特性材料在化学分子层面上的特性决定了它们的物理性质和工程应用。
化学的基本理论和知识为我们理解和掌握材料的性质与结构提供了基础，如化学反应、元素周期表等。
通过深入研究材料的化学成分、分子结构和反应机制，可以精确预测和调控材料的物理、化学和力学性质，从而设计、合成和改良新型材料，满足不同领域的需求。
二、化学合成材料化学合成材料是材料工程中的一大重要方向。
通过化学方法，可以合成出具有特殊性能和功能的新材料，进一步推动材料科学的发展。
例如，在纳米材料领域，化学合成方法被广泛应用于制备具有特殊形状、尺寸和功能的纳米材料，如纳米粒子、纳米管和纳米薄膜等。
这些材料在电子、光学、生物医学等领域具有重要的应用前景。
三、材料化学分析与表征化学分析和表征是材料工程中不可或缺的环节，用于研究材料的组成、结构和性能。
化学分析技术如质谱、红外光谱、核磁共振等可以帮助确定材料的化学组成和分子结构，从而了解材料的性能和特性。
同时，借助于化学表征技术如X射线衍射、电子显微镜等，可以观察和分析材料的晶体结构、微观形貌和结构缺陷，为材料设计和应用提供有力支持。
四、材料在化学反应中的应用化学反应是一项核心的化学活动，也是材料工程中的重要环节。
材料的选择和设计往往会影响到化学反应过程的效率和产物的质量。
在催化剂领域，材料化学的研究帮助开发了许多高效的催化剂，提高了化学反应的速率和选择性。
另外，一些功能材料如吸附材料、分离膜等也广泛应用于化学反应的前处理和后处理过程中，起到提纯、分离和回收等作用。
五、可持续发展与材料工程可持续发展是当代社会的重要目标，也是化学与材料工程所要关注的方向之一。
化学的绿色合成、无污染工艺以及材料的可重复利用和回收等研究，有助于减少资源消耗和环境污染，达到可持续发展的目标。
化学与新材料研究
化学与新材料研究化学与新材料研究是一门探索物质性质、组成、结构与变化规律的科学，旨在为人类社会提供新型、高性能、环保的材料。
以下是相关知识点的详细介绍：1.化学基本概念：化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学。
化学研究的对象是原子、分子、离子等微观粒子，以及它们之间的相互作用。
2.物质的组成与结构：物质是由原子、分子、离子等微观粒子组成的。
原子是物质的基本单位，由核子（质子和中子）和电子组成。
分子是由两个或多个原子通过化学键连接而成的。
离子是带电的原子或分子。
3.物质的性质：物质的性质分为物理性质和化学性质。
物理性质是指物质在不发生化学变化的情况下所表现出的性质，如颜色、状态、密度、硬度等。
化学性质是指物质在发生化学变化时所表现出的性质，如氧化性、还原性、酸碱性等。
4.化学反应：化学反应是指物质之间发生原子、离子或分子重新组合，生成新物质的过程。
化学反应遵循质量守恒定律、能量守恒定律和电荷守恒定律。
5.材料的分类：材料可分为无机材料、有机材料和复合材料。
无机材料包括金属材料、陶瓷材料和无机非金属材料（如玻璃、沙子等）。
有机材料包括塑料、橡胶、纤维等。
复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的具有特殊性能的材料。
6.新材料的研究与发展：新材料是指具有传统材料所不具备的优异性能或特殊功能的材料。
新材料研究旨在为人类社会提供具有高性能、环保、可持续发展的材料。
常见的新材料包括纳米材料、生物材料、能源材料、高性能复合材料等。
7.化学与生活：化学在生活中的应用十分广泛，如日用品、食品、医疗、环保等方面。
了解化学知识有助于我们更好地保护身体健康、提高生活质量。
8.化学与环保：化学在环境保护中起着重要作用。
通过化学手段可以治理污染、回收废旧物质、开发绿色能源等，为保护地球环境作出贡献。
9.化学与新技术：化学在新技术领域具有重要作用，如半导体材料、光电子材料、生物芯片等。
这些新技术的发展为人类社会带来巨大的变革。
化学和材料学的区别
化学和材料学的区别
化学和材料学都是自然科学的学科，但两者有一些区别。
主要的区别如下：
1. 对象：化学研究的对象是化学物质，即物质的性质、组成、结构、反应等方面；而材料学研究的对象是材料，即由物质构成的各种材料的性质、结构和应用等方面。
2. 研究范围：化学研究涵盖了从分子和原子水平到宏观物质之间的转化过程；而材料学研究集中在各种材料的制备、性质、改性和应用等方面，涵盖了金属、陶瓷、高分子、复合材料等各种材料的研究。
3. 目的：化学的主要目的是理解和控制分子和原子之间的相互作用，以便开发新的化合物、材料以及制备新的药物、催化剂等；而材料学的主要目的是设计和开发具有特定性能和应用的材料，比如材料的力学性能、导电性能、光学性能等。
4. 方法和技术：化学和材料学在研究方法和技术上也有一些差异。
化学研究常使用分析方法、合成方法、光谱技术等；而材料学则更注重材料的制备和表征技术，如材料的成型方法、显微镜观察、材料物性测试等。
总的来说，化学和材料学虽然有一定的重叠，但在研究对象、研究范围、目的和方法上有一定的区别。
化学与材料概述
化学与材料概述
化学与材料是自然科学中两个重要的分支，它们在人类社会的发展和生活中起
着至关重要的作用。
化学是研究物质的组成、性质、结构、变化规律以及能量变化的科学，而材料科学则是研究材料的制备、性能、结构和应用的学科。
两者密切相关，相辅相成，共同推动着人类社会的进步。
首先，化学是一门研究物质的科学。
在化学中，我们可以了解到物质的组成，
比如元素和化合物的构成，以及它们之间的相互作用。
化学的研究范围广泛，涉及有机化学、无机化学、物理化学、分析化学等多个领域。
通过化学的研究，我们可以制备出各种各样的化合物，从而为人类社会的发展提供了无尽的可能性。
其次，材料科学是研究材料的制备、性能、结构和应用的学科。
材料是构成物
体的基本实体，它的性能直接影响着物体的使用效果。
材料科学的发展使得人类可以制备出各种各样的材料，如金属材料、非金属材料、高分子材料等，这些材料在建筑、交通、通信、医疗等领域都有着广泛的应用。
化学与材料的关系密切，它们相互促进，相辅相成。
化学为材料的制备提供了
基础，而材料的性能和应用也反过来促进了化学的发展。
比如，通过化学的研究，我们可以设计出更加优良的材料，从而提高物体的使用性能；而材料的性能和应用也可以带动化学的研究，促进新材料的开发和应用。
总之，化学与材料是自然科学中两个不可分割的部分，它们共同推动着人类社
会的发展和进步。
通过不断地研究和探索，我们可以更好地理解和利用化学与材料，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
希望通过本文的介绍，读者能对化学与材料有更深入的了解，并对它们的重要性有更加清晰的认识。
材料科学与化学的关系
材料科学与化学的关系材料科学和化学作为两个独立但相互关联的学科，对于人类社会的发展和进步起着重要的作用。
本文将探讨材料科学与化学之间的关系，并阐述这两个学科在实际应用中的相互融合与互补。
一、材料科学和化学的定义及特点材料科学是一门研究物质组成、结构、性质与制备方法等的学科，旨在开发新材料、改进现有材料以满足人们对不同功能材料的需求。
而化学则关注物质的组成、结构、性质、变化过程和反应机理等，研究物质的性质和变化规律。
材料科学和化学都是实验科学，强调理论与实践的结合，通过实验验证和推断来解释和预测现象。
材料科学和化学都具有跨学科特点，涉及物理学、化学、生物学等多个学科的知识，因此它们之间存在着密切的联系和相互渗透。
化学提供了材料科学的理论基础和制备方法，同时材料科学为化学提供了丰富的应用场景和实验验证平台。
二、材料科学与化学的互补与融合1. 材料科学借鉴化学理论与方法：在新材料的研发中，化学理论和方法为材料科学提供了理论指导和实验手段。
例如，化学合成方法可以精确控制材料的组成和结构，分子模拟技术可以预测材料的性质和相行为。
材料科学研究中对材料的组成、结构和性能分析往往需要依赖化学分析方法，例如红外光谱、拉曼光谱等。
2. 化学应用于材料加工与改性：化学在材料加工和改性中起到关键作用。
例如，材料的表面处理、涂层和粘接等工艺需要运用到化学反应和化学材料。
化学的反应动力学和平衡理论也可用于优化和控制材料的制备工艺。
3. 材料科学驱动化学发展：材料科学的发展需求推动了化学的创新。
传统化学材料受限于性能或使用条件，为了满足材料科学的需求，化学需要创造新型化合物或改进现有材料。
例如，高性能材料、功能材料和纳米材料等的研发都是在化学领域取得的重要突破。
4. 凝练态化学与材料科学的交叉领域：凝聚态化学是研究化学反应和结构在固体和液体中的行为的学科，而材料科学也研究材料的凝聚态性质。
凝聚态化学和材料科学的交叉领域研究了固体材料的电子结构、热学性质以及它们与化学反应之间的关系，为新材料的设计和合成提供了新的思路和方法。
《化学与材料》课件
原子结构与周期表
探索元素的组成，了解周 期表的排列与元素特性。
材料的分类与特性
1
金属材料
探索金属材料的特性、制备方法和应用领域。
2
聚合物材料
了解聚合物材料的结构、性质和广泛应用。
3
陶瓷材料ห้องสมุดไป่ตู้
深入了解陶瓷材料的组成、特性和在不同领域的应用。
化学与材料的应用
能源
探索化学和材料在能源领域的 应用，如太阳能电池板和燃料 电池。
医学
了解化学和材料在医学研究和 临床应用中的重要性。
电子
揭示现代电子领域中化学和材 料的关键作用。
实验室技巧与安全措施
1 实验操作技巧
2 实验安全
3 废物处理
学习实验室中常用的基 本技巧和操作步骤。
重要的实验室安全措施 和个人防护装备。
正确处理实验室废物和 危险物质，保护环境和 个人安全。
案例研究
最后，鼓励大家继续学习 和探索化学与材料的奥秘。
高温超导材料
探索高温超导材料的研究进 展和潜在应用。
纳米材料
了解纳米材料的特性和其应 用领域的创新可能性。
有机合成
深入了解有机合成反应和其 在药物合成中的应用。
总结与展望
化学和材料的重要性
总结化学和材料在现代社 会中的重要性和广泛应用。
未来发展趋势
展望化学和材料领域的未 来发展趋势和创新方向。
鼓励学习与进一步探 索
《化学与材料》PPT课件
欢迎大家来到《化学与材料》PPT课件！在这个课件中，我们将探索化学的基 础概念，材料的分类与特性，化学与材料的应用，实验室技巧与安全措施， 案例研究，以及总结与展望。
化学的基础概念
原子与分子
化学与材料教案
化学与材料教案教案一：化学与材料初探教学目标：通过本节课的学习，学生将能够了解化学与材料的基本概念和关系，培养学生的实验探索和观察能力。
教学内容：1. 化学与材料的定义和概念- 化学是研究物质的组成、性质以及变化规律的科学。
- 材料是指由一个或多个物质构成，可用于制造产品的物体。
2. 化学与材料的关系- 化学与材料密切相关，化学的研究成果对材料的开发和应用起到重要作用。
- 材料的性质和结构是由物质的化学组成和分子结构决定的。
3. 实验探究：观察化学与材料的关系- 实验一：金属和非金属的导电性比较实验- 实验二：不同材料对酸和碱的反应实验教学步骤：Step 1：引入化学与材料的概念在课堂上，教师可以通过示意图或实物展示的方式引入化学与材料的定义和概念，并带领学生进行讨论。
Step 2：探究化学与材料的关系教师通过教材或PPT介绍化学与材料的关系，重点强调化学对材料的研究和应用的重要性。
可通过实例来让学生更好地理解两者之间的联系。
Step 3：实验探究教师组织学生进行实验一和实验二的操作，带领学生观察和记录实验结果，并通过实验结果引导学生思考化学与材料的关系。
Step 4：课堂总结教师对本节课的内容进行总结，强调化学与材料的密切联系，并鼓励学生主动学习和探索化学与材料的知识。
教学评价：通过学生对实验结果的记录和对化学与材料关系的理解和回答问题，教师可以对学生的学习情况进行评价。
同时，教师可以布置作业，要求学生进一步拓展对化学与材料的研究。
教案二：材料的分类与应用教学目标：通过本节课的学习，学生将能够了解材料的分类及其在生活和工业中的应用，培养学生的分析和判断能力。
教学内容：1. 材料的分类- 金属材料：具有良好导电性和导热性的材料，如铁、铝等。
- 无机非金属材料：不含碳元素的无机材料，如玻璃、陶瓷等。
- 高分子材料：由大量重复单元组成的材料，如塑料、橡胶等。
- 复合材料：由两种或更多种不同材料组成的材料，如玻璃钢、碳纤维复合材料等。
化学与材料科学知识点
化学与材料科学知识点化学与材料科学是两个紧密相关的学科，涵盖了众多的知识点。
下面将介绍一些基础、重要和实用的化学和材料科学知识点。
1. 原子结构原子是化学和材料科学的基本单位，由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子核中，电子绕核旋转，构成了稳定的原子结构。
原子的质子数称为原子序数，电子数和质子数相等时，原子是中性的。
2. 元素和周期表元素是由相同原子数的原子组成的，是化学和材料科学中的基本物质。
周期表是按照原子序数排列的元素表，包含了目前已知的所有元素。
周期表可根据元素的电子结构提供有关元素的重要信息。
3. 化学键化学键是原子之间形成的相互吸引力，能够将原子连接在一起形成分子或晶体。
常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
共价键是通过共享电子形成的，离子键是靠正负电荷吸引形成的，金属键则是金属中的自由电子共享。
4. 化学反应化学反应是物质之间发生转化的过程。
常见的化学反应类型包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应。
反应的条件包括温度、压力、催化剂等因素，能够影响反应的速率和产物的选择。
5. 高分子材料高分子材料是由重复单元连接而成的长链聚合物。
常见的高分子材料包括塑料、橡胶和纤维。
高分子材料具有轻、强、耐热、耐化学腐蚀等特性，广泛应用于工业、建筑等领域。
6. 电化学电化学是研究电荷转移和物质转化之间关系的科学。
电化学可以应用于电池、电解以及电镀等领域。
电池通过化学反应将化学能转化为电能，而电解则是利用电能将化学物质分解为其它物质。
7. 材料表征技术材料表征技术用于研究材料的结构和性质。
常见的表征技术包括X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
这些技术可以揭示材料的晶体结构、形貌和元素成分等信息。
8. 材料改性材料改性是通过调整材料的结构和组成，改变其性能和用途。
常用的改性方法包括添加增塑剂、填料或添加剂、改变处理条件等。
改性可以改善材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
9. 环境与可持续性化学与材料科学在环境保护和可持续发展方面发挥着重要作用。
化学与材料发展
化学与材料发展随着科技的不断进步和人类对生活品质的追求，化学与材料领域的发展日益重要。
化学与材料的研究不仅能够推动科技创新，还能够改善人类生活质量，满足人们对环境、能源、医疗和食品等方面的需求。
本文将探讨化学与材料发展的重要性、现状及未来发展方向。
一、化学与材料的重要性化学与材料学科是现代科技和工业生产的基础。
化学研究可以深入理解不同物质的结构、性质和反应机制，从而为材料科学提供理论指导和方法支持。
材料科学的研究和应用，为我们的社会和经济发展提供了各种新材料。
在各个领域，如能源、环境、医疗、军事等，材料的性能和功能都起着关键作用。
因此，化学与材料的发展对于推动科技创新和实现社会进步至关重要。
二、化学与材料发展的现状目前，全球化学与材料研究呈现多领域、多学科、多功能的特点。
化学研究不仅限于传统的无机化学、有机化学和物理化学等领域，还扩展到生物化学、环境化学、材料化学、催化化学等各个学科。
同时，材料科学也逐渐从传统的金属、陶瓷和塑料等材料向功能材料、纳米材料、生物医用材料等新兴领域发展。
这种综合性和多样性的发展趋势有效促进了科技的创新和实践的广泛应用。
三、化学与材料发展的未来方向1. 可持续发展：在资源日益紧缺和环境污染日益严重的背景下，化学与材料的未来发展应致力于可持续发展。
这包括开发可再生资源、提高资源利用效率、减少有害物质排放和废弃物产生等方面的研究和应用。
2. 新材料研究：未来的化学与材料发展将继续关注新材料的研究和应用。
这包括功能材料、纳米材料、生物医用材料等领域的创新。
这些新材料具有独特的性能和功能，能够满足人们对于高性能、多功能和智能化材料的需求。
3. 先进制造技术：化学与材料的发展也需要与制造技术密切结合。
通过引入先进的制造技术，如3D打印、纳米制造等，能够实现对材料结构、性能和功能的精确控制和调控。
这将推动材料科学在制造业和生产领域的应用和发展。
4. 多学科交叉合作：未来的化学与材料发展将更多地涉及多学科的交叉合作。
高中化学之化学与材料知识点
高中化学之化学与材料知识点1.有机高分子材料（1）塑料：塑料的主要成分是合成树脂。
常见的有热塑性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。
热固性塑料，如酚醛树脂。
（2）纤维：天然纤维包括纤维素（棉花、麻）、蛋白质（蚕丝、羊毛）等。
合成纤维包括腈纶、涤纶、锦纶、尼龙等。
（3）橡胶：天然橡胶是异戊二烯的聚合物，是线型高分子，合成橡胶有丁苯橡胶、氯丁橡胶等。
2.无机非金属材料（1）玻璃：普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，其成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等熔化在一起得到的物质，是混合物。
（2）水泥：硅酸盐水泥原料为石灰石和黏土，成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。
（3）陶瓷：陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料，制备原料为黏土。
（4）硅材料：晶体硅是重要的半导体材料，光导纤维的主要成分是二氧化硅。
3.金属材料：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
（1）黑色金属又称钢铁材料，包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁，含碳0.0218%~2.11%的钢，含碳大于2.11%的铸铁。
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
（2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。
（3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
4.半导体材料（1）传统半导体材料（Si）：光感电池、太阳能电路板、计算机芯片等。
（2）新型半导体材料：GaN、GaAs、InSb、InN等等。
化学与材料论文
化学与材料论文
化学与材料是现代科学技术发展中的重要组成部分，它们在各个领域都发挥着
重要的作用。
本文将从化学与材料的相关研究领域入手，探讨其在不同领域中的应用和发展趋势。
首先，化学在材料制备中起着至关重要的作用。
通过化学方法，可以合成出各
种具有特定性能的材料，比如高分子材料、无机材料、复合材料等。
这些材料在建筑、医药、电子、能源等领域都有着广泛的应用，推动着这些领域的不断发展和进步。
其次，化学在材料改性中也发挥着重要作用。
通过化学方法对材料进行表面改性、结构调控等，可以使材料具有特殊的性能，比如增强材料的力学性能、提高材料的耐热性、耐腐蚀性等。
这些改性后的材料在航空航天、汽车制造、新能源等领域都有着重要的应用前景。
另外，材料在化学储能领域也有着广泛的应用。
比如锂离子电池、燃料电池等，都是基于化学原理和材料科学的基础上发展起来的新型储能技术。
这些储能技术的发展，对于解决能源短缺、减少环境污染等问题具有着重要的意义。
在材料的可持续发展方面，化学也起着不可替代的作用。
通过绿色合成、循环
利用等化学方法，可以实现材料的可持续发展和利用，减少资源的浪费和环境的污染，推动材料科学的可持续发展。
综上所述，化学与材料的关系密不可分，二者相辅相成，共同推动着现代科学
技术的发展。
随着科学技术的不断进步，化学与材料的研究也将迎来更加广阔的发展空间，为人类社会的可持续发展和进步做出更大的贡献。
希望本文的探讨能够为相关领域的研究者提供一定的启发和帮助，共同推动化学与材料科学的发展。
化学与材料的发展知识点
半导体工业
金刚石
CH4
C
CH4=====C（金刚石）＋2H2
研磨材料
其余新材料
C60（新型贮氢材料）、超导材料等
二、金属材料
金属活动顺序表：
标出金属冶炼的方法及范围：
原料
装置
原理
炼铁
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
高炉
还原剂CO的生成：C+O2==CO2CO2+C==2CO
结构与金刚石相似，硬度大，优质磨料，性质稳定，航天器涂层材料。
氮化硅
高纯Si、N2
Si3N4
3Si＋2N2 Si3N4
3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl
熔点高、硬度大、化学性质稳定，制造轴承、气轮机叶片、发动机受热面。
单质硅
高纯焦炭、石英砂
Si
SiO2＋2C Si+2CO↑
=SiHCl3+H2
阴极2h金属防腐方法氧化膜用化学方法在钢铁铝的表面形成致密氧电镀镀铬锌镍在空气中不容易发生化学变化的金属原理其余改善环境牺牲阳极原电池的负极外加电流等高分子材料分类
知识归纳：
一、无机非金属材料
原料
成分
生产原理
性能、用途
传统硅酸盐材料
陶瓷
黏土
高温烧制
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型。盛放物品、艺术品
电镀
镀铬、锌、镍（在空气中不容易发生化学变化的金属，原理）
其余
改善环境、牺牲阳极（原电池的负极）、外加电流等
三、高分子材料
分类：天然高分子：淀粉、纤维素、蛋白质
合成高分子：聚×××
《化学与材料研制》教案
《化学与材料研制》教案一、教学目标1.了解化学与材料研制的基本概念和原理。
2.掌握化学与材料研制的实验方法和技巧。
3.培养学生的实践动手能力和创新思维能力。
二、教学内容1.化学与材料研制的基本概念和原理（1）化学与材料研制的定义和目的（2）化学与材料研制的分类（3）材料的结构与性能关系（4）化学与材料研制的基本步骤2.化学与材料研制的实验方法和技巧（1）实验室基本安全操作规范（2）实验室常用仪器和设备的使用方法（3）基本的合成技巧和分离纯化方法（4）实验数据的处理和结果分析3.化学与材料研制的应用案例（1）金属材料的研制和应用（2）聚合物材料的研制和应用（3）无机非金属材料的研制和应用（4）复合材料的研制和应用三、教学方法1.讲授相结合的教学方法，通过讲解理论知识，引导学生理解化学与材料研制的基本概念和原理。
2.实验指导教学方法，通过实验操作和实验报告写作，培养学生的实践动手能力和创新思维能力。
3.讨论交流教学方法，通过学生小组讨论和报告汇报，促进学生之间的交流和合作。
四、教学步骤1.第一节课：化学与材料研制的基本概念和原理（1）引入化学与材料研制的重要性和应用领域。
（2）讲解化学与材料研制的基本概念和分类，并引导学生进行讨论和思考。
（3）介绍材料的结构与性能关系，通过实例说明。
2.第二节课：化学与材料研制的实验方法和技巧（1）讲解实验室基本安全操作规范，引导学生形成正确的实验态度和安全意识。
（2）介绍实验室常用仪器和设备的使用方法，并进行实际操作演示。
（3）讲解基本的合成技巧和分离纯化方法，并引导学生进行实验操作。
3.第三节课：化学与材料研制的应用案例（1）介绍金属材料的研制和应用案例，包括合金、金属陶瓷等。
（2）介绍聚合物材料的研制和应用案例，包括高分子材料、塑料等。
（3）介绍无机非金属材料的研制和应用案例，包括陶瓷、玻璃等。
（4）介绍复合材料的研制和应用案例，包括纤维增强复合材料、纳米复合材料等。
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第四章化学与材料教学目的与要求：1.了解化学与材料的关系，材料的分类。
2.理解晶体结构的特点，掌握四种基本类型晶体的特点，了解几种典型的晶体材料和非晶体材料。
3.掌握金属材料的特点、了解化学腐蚀和电化学腐蚀的基本原理，掌握防止金属腐蚀的方法。
4.理解无机非金属材料的组织结构，了解传统的硅酸盐材料和新型无机非金属材料。
5.掌握高分子合成的加聚反应和缩聚反应的原理。
了解高分子材料结构与性能的关系。
6.了解纳米材料的特性及制备方法。
教学重点与难点重点：晶体材料难点：晶体、高分子的结构特点第一节材料科学的发展概况一、材料科学体系材料是指人类用来制作各种产品的物质。
材料学科是用化学组成和结构的原理来阐明材料性能的规律性，进而研究和开发具有指定性能的新材料。
材料科学体系则是在化学、物理、冶金学等学科的基础上，以金属材料、无机非金属材料和合成高分子材料为主体的完整的材料体系。
二、化学与材料科学的关系化学是材料发展的基础和源泉，材料的发展离不开化学；而材料学科的发展又扩展了化学的研究领域，促进了化学的发展。
故两者是相互依存，共同促进和发展。
三、材料的分类方法1.按照材料的特性和化学成分可分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料2.按照材料所起作用可分为：（1）结构材料：利用材料的力学性能，制备承受载荷，起支撑作用的构件的材料。
（2）功能材料：利用材料的物理或化学性能，为达到特定的功能，所采用特殊性能的材料。
3.按照材料使用历史可分为：（1）传统材料：生产工艺成熟，使用历史悠久的材料（2）新型材料：新工艺制成或正在发展中的材料4. 按照材料内部原子排列得有序程度分为：晶体材料与非晶体材料第二节晶体与非晶体材料一、晶体与非晶体的区别晶体与非晶体通常有三大差别:（1）晶体具有规整的几何外形，而非晶体则无固定形状。
（2）晶体有确定的熔点。
非晶体的熔化是由固态逐渐软化，最终变为可流动的熔体。
这一过程涉及一个较大的温度区间。
（3）晶体有各向异性，非晶体则为各向同性。
晶体与非晶体结构的区别：晶体结构具有周期性和对称性，而非晶体则无。
因此晶体以其结构具有周期性和对称性，并且具有固定的熔点和各向异性而区别于非晶体。
二、晶体结构1.晶胞晶胞是一个平行六面体，是晶体的基本结构单位。
整个晶体是由晶胞按其周期性在三维空间重复并置堆砌而成。
晶胞的两个基本要素：（1）晶胞的大小和形状，可用晶胞参数表示；由晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示，a，b，c 为六面体边长，α，β，γ分别是bc ，ca , ab 所组成的夹角。
按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系晶系边长夹角晶体实例立方晶系 a = b = c α=β=γ= 900NaCl三方晶系 a = b = cα=β=γ≠900Al2O3四方晶系 a = b≠cα=β=γ= 900SnO2六方晶系 a = b≠cα=β= 900,γ= 1200AgI正交晶系a≠b≠cα=β=γ= 900HgCl2单斜晶系a≠b≠cα=β= 900,γ≠900KClO3三斜晶系a≠b≠cα≠β≠γ≠900CuSO4·5H2O（2）晶胞中原子的种类、数目、坐标位置，可用分数坐标表示。
例如：CsCl晶体结构：a=b=c ，α=β=γ＝90º的立方晶胞，其中8个Cl 原子位于晶胞顶点，但每个顶点实际为8个晶胞共有，所以晶胞中含8×1/8=1个Cl 原子。
Cs 原子位于晶胞中心，它们的分数坐标分别是：Cl －（0,0,0），Cs ＋（1/2,1/2,1/2）。
例：表示NaCl 晶体的二要素。
（1）晶胞参数：a =b =c = 562.8pm ，α = β = γ = 90º（2）晶胞中各原子的位置：Na +:体心：1， 棱心： Cl -:顶点： 面心： 各离子的分数坐标：Na +:(0,0,0) (1/2,0,0) (0,1/2,0) (0,0,1/2)Cl -: (1/2,1/2,1/2) (1/2,1/2,0) (1/2,0,1/2) (0,1/2,1/2)2.结构基元：晶体结构中周期性重复的具体的内容。
结构基元必须满足：化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同和周围环境相同。
晶胞中若只含有一个结构基元为素晶胞；如：CsCl 晶胞只含有一个CsCl 为素晶胞。
晶胞中含有2个以上结构基元的称为复晶胞，如：NaCl 晶胞中含有4个NaCl 结构基元，为复晶胞。
3.晶格：将晶体中的结构基元抽象成一个结点,就可以得到一组无限有规律的点,即为空间点阵,它可以用来表示晶体结构重复周期的大小和变化规律。
为了便 31241=⨯3621=⨯1881=⨯于研究晶体的几何结构，将晶体中的微粒(原子、离子或分子)抽象地看成几何上的点(称为结点)。
这些点的总和就称为晶格(或点阵)。
事实证明，不同类型的晶体微粒在空间排列的规律性(即晶格类型)是不同的。
对于同一类型的晶体，这种规律性是相同的。
故晶体结构= 空间点阵+ 结构基元空间点阵根据一定的原则可以划分为7种形状，14种型式的晶格。
晶格是晶体所属点阵结构的代表。
晶格的7种形状和晶胞的形状正好对应，故称为7大晶系。
14种晶格根据点的位置可分为四种晶格，即P : 简单格子；I : 体心格子；F：面心格子；C : 底心格子。
三、晶体的基本类型四种晶体，晶格结点上微粒的种类、微粒间的作用力、主要物理性质四、晶体缺陷定义：实际晶体中存在空位、位错、杂质原子等缺陷，这些因素促使实际晶体偏离理想的周期性重复排列，人们称之为晶体缺陷。
晶体缺陷可以影响晶体材料的性质。
并且对于不同的晶体其影响也各不相同。
如：对于离子晶体，空位缺陷会使其电导率增高；对于金属晶体，则因其内部缺陷浓度的增加导致电阻率增高。
杂质对晶体，特别是半导体材料电学性能的影响十分显著：1. N型半导体：掺入杂质能够提供导电电子而改变半导体的导电性能，若半导体中，电子载流子的数目很多，主要靠电子导电，叫做电子半导体，简称N型半导体。
2. P型半导体:掺入杂质能够接受半导体中的价电子，产生同数量的空穴，从而改变了半导体的导电性能，若半导体内几乎没有自由电子，主要靠空穴导电，则叫做空穴半导体，简称p型半导体。
五、晶体材料1.超硬晶体材料——金刚石金刚石的结构：典型的共价键晶体，属立方晶系，每个碳原子以SP3杂化轨道与相邻的4个碳原子形成正四面体。
金刚石的典型结构决定了金刚石具有高的硬度，高熔点和低导电与导热性。
石墨与金刚石是同素异型体，均由碳元素组成。
石墨为层状结构；金刚石为立体网状结构。
从成键的角度看，石墨中碳原子采取sp2杂化；金刚石中每一个碳原子和四个C 等价结合，采用sp3杂化轨道。
通过高温高压的方式，可以将石墨转换为金刚石。
2. BGO 闪烁晶体BGO是Bi2O3-GeO2系化合物锗酸铋的总称，目前往往特指其中的Bi4Ge3O12。
这是一种闪铄晶体，无色透明；当一定能量的电子、γ射线或带电粒子进入时，它能发出蓝绿色的荧光，记录荧光的强度和位置，就能计算出入射电子等粒子的能量和位置。
这就是BGO的“眼睛”作用，即可用作高能粒子的“探测器”。
其反应如下：在高能粒子的撞击下，能将高能粒子的动能变为光能而发出荧光的晶体，称为闪烁晶体。
闪烁晶体在核医学、高能物理、核技术、空间物理及石油勘探等领域具有广泛的应用。
3. Y AG激光晶体激光晶体就是能够发射出激光的晶体。
最早使用的激光晶体是掺铬的红宝石晶体（Cr:Al2O3），现在用得最多的是掺钕的钇铝石榴石(Nd:Y AG)。
4.会唱歌的晶体--压电晶体当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会产生不同的电荷，这种晶体就叫压电晶体。
压电晶体只有按照一定的方向切割，才具有压电效应。
切割方向不同，对晶体的压电效应影响很大。
如果在特定方向的压电晶片上镀上电极，加上交流电，则压电晶片会作周期性的伸长或缩短，产生振荡，如同人唱起歌来一样。
5.光学晶体有宽的光谱透过能力的晶体，称为光学晶体。
主要用作光学仪器中的各种光学窗口、棱镜透镜、滤光和偏光元件等。
如氟化钙可用作导弹的头罩。
氟化钙能够搜集导弹欲攻击目标发出的红外线，因此可以追踪攻击目标。
六、非晶体材料金属及合金极易结晶，传统的金属材料都以晶态形式出现。
但如将某些金属熔体，以极快的速率急剧冷却，例如每秒钟冷却温度大于100万度，则可得到一种崭新的材料。
由于冷却极快，高温下液态时原子的无序状态，被迅速“冻结”而形成无定形的固体，这称为非晶态金属；因其内部结构与玻璃相似，故又称金属玻璃。
从结构上讲非晶态金属与普通玻璃相近1.分类:玻璃体、聚合物、凝胶体和非晶态薄膜4大类。
2.非晶态合金的优良性能与应用（1）优异的耐磨性能研究表明，非晶态合金的强度、韧性和耐磨性明显高于普通钢铁材料，用非晶态材料和其它材料可以制备成复合材料，也可以单独制成耐磨器件，时至九十年代，我们在日常生活中接触的非晶态材料已经很多，如采用非晶态合金制备的高耐磨音频视频磁头在高档录音、录相机中广泛应用；而采用非晶丝复合强化的高尔夫球杆、钓鱼杆已经面市。
（2）优异的磁学特性与传统的金属磁性材料相比，由于非晶合金原子排列无序，没有晶体的各向异性，而且电阻率高，因此具有高的导磁率、低的损耗，是优良的软磁材料，代替硅钢、坡莫合金（铁镍合金）和铁氧体等作为变压器铁芯、互感器、传感器等，可以大大提高变压器效率、缩小体积、减轻重量、降低能耗。
非晶态的铁芯和硅钢芯的空载损耗可降低60-80％，被誉为节能的“绿色材料”。
非晶合金的磁性能实际上是迄今为止非晶合金最主要的应用领域。
（3）优异的化学性能研究表明，非晶态合金对某些化学反应具有明显的催化作用，可以用作化工催化剂；某种非晶态合金通过化学反应可以吸收和释放出氢，可以用作储氢材料。
由于其表面易形成薄而致密的钝化膜；同时其结构均匀，没有金属晶体中经常存在的晶粒、晶界和缺陷和不易产生引起电化学腐蚀的阴、阳两极。
非晶态合金比晶态合金更加耐腐蚀，因此，它可以成为化工、海洋等一些易腐蚀的环境中应用设备的首选材料。
第三节金属材料各种纯金属及合金。
（又可分为：黑色金属材料和有色金属材料）一、金属材料的组成结构1.金属的特点（1）金属表面呈现特有的金属光泽，不透明；（2）具有延展性，在应力作用下，可变形，但有很大的抗断裂性；（3）具有良好的导电传热性；（4）可以形成优良性质的合金。
2.金属键（1）自由电子理论：在金属晶体中金属原子外层价电子受原子核束缚较小，易失去价电子变为金属正离子。
而脱离原子束缚的电子成为自由电子，在整个金属中自由运动，把在空间按一定方式周期性重复排列的金属正离子紧紧地胶合在一起，形成金属晶体。
自由电子和由金属正离子组成的晶格之间的相互作为就是金属键。