硅物化知识点整理

合集下载

硅si的化学性质物理性质化学分子式等等一些基本的知识

硅si的化学性质物理性质化学分子式等等一些基本的知识

硅si的化学‎性质物理性质化学分子式等‎等一些基本的‎知识硅硅guī(台湾、香港称矽xī‎)是一种化学元‎素,它的化学符号‎是Si,旧称矽。

原子序数14‎,相对原子质量‎28.09,有无定形和晶‎体两种同素异‎形体,同素异形体有‎无定形硅和结‎晶硅。

属于元素周期‎表上IVA族‎的类金属元素‎。

晶体结构:晶胞为面心立‎方晶胞。

硅(矽)原子体积:(立方厘米/摩尔)12.1元素在太阳中‎的含量:(ppm)900元素在海水中‎的含量:(ppm)太平洋表面0.03地壳中含量:(ppm)277100‎氧化态:Main Si+2, Si+4Other化学键能:(kJ /mol)Si-H 326Si-C 301Si-O 486Si-F 582Si-Cl 391Si-Si 226热导率: W/(m·K)149晶胞参数:a = 543.09 pmb = 543.09 pmc = 543.09 pmα‎=‎90°‎β‎=‎90°‎γ‎=‎90°‎莫氏硬度:6.5声音在其中的‎传播速率:(m/S)8433电离能(kJ/ mol)M - M+ 786.5M+ - M2+ 1577.1M2+ - M3+ 3231.4M3+ - M4+ 4355.5M4+ - M5+ 16091M5+ - M6+ 19784M6+ - M7+ 23786M7+ - M8+ 29252M8+ - M9+ 33876M9+ - M10+ 38732晶体硅为钢灰‎色,无定形硅为黑‎色,密度2.4克/立方厘米,熔点1420‎℃,沸点2355‎℃,晶体硅属于原‎子晶体,硬而有光泽,有半导体性质‎。

硅的化学性质‎比较活泼,在高温下能与‎氧气等多种元‎素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和‎碱液,用于造制合金‎如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种‎重要的半导体‎材料,用于制造大功‎率晶体管、整流器、太阳能电池等‎。

硅在自然界分‎布极广,地壳中约含2‎7.6%,结晶型的硅是‎暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导‎体。

化学硅有关知识点总结

化学硅有关知识点总结

化学硅有关知识点总结硅的物理性质硅是一种灰白色的晶体固体,具有金属性光泽。

在常温下,硅是一种不活泼的物质,不与酸、碱以及大部分常见氧化剂反应。

硅是半导体材料的重要组成部分,可以用来制造集成电路和太阳能电池板等高科技产品。

硅在自然界中还以二价、四价等多种形式存在,如二氧化硅、多硅酸盐和硅酸盐等。

这些形式具有不同的化学性质,从而在地球化学和材料科学领域有着不同的应用。

硅的化学性质硅的化学性质主要表现为在常温下不与酸、碱及大部分氧化剂发生反应。

但是,当高温高压下,硅与氧、氢、氮、卤素等元素都能发生化学反应。

硅的四价化合物是最常见的化合物,包括二氧化硅(SiO2)和硅酸盐等。

在工业和科学领域,二氧化硅是一种重要的原料,用于制备硅酸盐、硅酸及其他硅化合物。

硅的应用硅是一种十分重要的元素,在材料科学、电子工业、太阳能等领域都有着广泛的应用。

其中,硅材料主要用于制备集成电路芯片、太阳能电池板等高科技产品。

此外,硅在冶金、有机合成、橡胶工业等领域也有着广泛的应用。

在集成电路芯片制造过程中,硅晶圆是重要的材料之一,用于制备芯片的基底。

硅晶圆上通过特殊工艺刻蚀和沉积多层金属、氧化物、多晶硅等物质,从而制备集成电路芯片。

硅材料的高纯度和良好的电学性能使其成为集成电路制造中不可或缺的材料。

在太阳能领域,硅是制备太阳能电池板的重要原料。

太阳能电池板是一种高效的可再生能源,通过将太阳能转化为电能,广泛应用于户外照明、通信设备、航空航天等领域。

硅材料的优良导电性和光学性能使其成为太阳能电池板的理想材料。

此外,硅还被应用于冶金、有机合成、橡胶工业等领域。

在冶金工业中,硅铁合金是一种重要的合金材料,用于制备不锈钢、合金钢等产品。

在有机合成领域,硅化合物被广泛应用于合成有机化合物,如硅烷、硅醇等。

在橡胶工业中,硅材料被用于制备硅橡胶,用于生产密封材料、保温材料等。

总结硅是一种重要的化学元素,具有重要的应用价值。

它在材料科学、电子工业、太阳能等领域有着广泛的应用,是现代工业发展的重要支撑。

化学硅高考知识点

化学硅高考知识点

化学硅高考知识点在高考化学中,硅是一个非常重要的元素。

它在自然界中广泛存在,并在工业生产中有着广泛的应用。

以下是一些关于化学硅的知识点的介绍。

1. 硅的物理性质硅是一种非金属元素,化学符号为Si。

它呈现灰白色的晶体,硬度较高,具有类似于玻璃的脆性。

硅在高温下能够导电,但在常温下是一种绝缘体。

硅也可以形成许多不同晶体结构,其中最常见的是晶体硅和非晶态硅。

2. 硅的化学性质硅在化学反应中通常表现出活泼的性质。

它与氧气反应生成二氧化硅(SiO2),这是一种常见的化合物,也是地壳中最主要的成分之一。

硅还可以与许多金属和非金属元素形成化合物,如硅酸盐。

3. 硅的存在形式硅是地球上第二多的元素,仅次于氧气。

它主要以硅酸盐的形式存在于岩石、沙土和河流中。

硅还广泛存在于植物和动物的体内,尤其是在骨骼和结缔组织中。

4. 硅的工业应用硅在工业上有着广泛的应用。

最常见的是作为半导体材料,用于制造电子器件和太阳能电池板。

硅还用于制造玻璃、陶瓷和建筑材料等。

此外,硅也被广泛用于化妆品、食品和医药行业。

5. 硅的环境影响尽管硅是地壳中最丰富的元素之一,但它的提取和加工过程对环境有一定的影响。

例如,硅的矿石开采可能导致土地破坏和水污染。

此外,硅加工厂排放的废气也可能对空气质量造成负面影响。

6. 硅在生物体中的作用硅在生物体中有一定的生理作用。

一些研究表明硅可以促进植物的生长和抗病能力。

在动物体内,硅也被发现与骨骼健康和结缔组织形成相关。

以上是对化学硅的一些高考知识点的介绍。

希望这些知识对你在高考化学中的学习有所帮助。

化学硅虽然只是化学知识的一小部分,但了解它的性质和应用对于理解化学的基本原理和应用也是非常重要的。

加油,相信你一定可以在高考中取得好成绩!。

关于硅的知识点总结

关于硅的知识点总结

关于硅的知识点总结硅的物理性质硅是一种灰色金属,具有良好的导电性、导热性和化学稳定性。

它的熔点高达1414摄氏度,沸点为3265摄氏度,具有较高的融化温度和热稳定性。

硅的密度约为2.33克/立方厘米,硬度较高,能耐高温,属于典型的半金属材料。

硅的化学性质硅是一种化学惰性较高的元素,它在常温下不易与氧气、水或其它物质发生反应。

但是,在一定条件下,硅可以与氧气、氯气等元素发生化学反应,生成二氧化硅、硅氢化合物等化合物。

此外,硅还能够形成多种配位化合物,如四氯化硅、硅烷等。

硅的应用硅在工业生产和科研领域有着广泛的应用。

首先,硅是集成电路和半导体材料的主要原料,它的导电性和稳定性使得它成为现代电子设备中不可或缺的材料。

此外,硅也是太阳能电池板的制备材料,它在光伏产业中有着重要的作用。

另外,硅还被用作制备耐高温耐腐蚀材料、电解铝、合金等。

硅的生产硅是从硅石中提取的。

硅石是一种富含二氧化硅的矿石,其主要成分为二氧化硅和少量的杂质。

硅的生产过程主要包括硅石的选矿、熔炼、精炼等步骤。

首先,硅石要经过选矿处理,去除其中的杂质;然后,将硅石加热至高温,将其中的二氧化硅还原成硅金属;最后,通过精炼等多道工序,将硅金属纯化,获得高纯度的硅产品。

硅的结构特性硅的原子结构特殊,它的原子结构为Si: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴。

这种原子结构决定了硅的物理和化学性质。

硅元素存在多种同素异形体,其中最重要的是α晶形和β晶形。

α型硅是传统的非晶硅,具有较高的电阻率,用于传统集成电路中;而β型硅具有较高的导电性和导热性,用于现代半导体材料制备中。

硅的环境影响硅是地球上丰富的元素之一,但是大规模的硅矿开采和利用对环境造成了一定的影响。

在硅石的开采过程中,常常伴随着土地破坏、水源污染等环境问题,在硅石的加工过程中,也会产生大量的尾矿渣和工业废水等污染物。

因此,在硅石的开采和加工过程中,应该注意减少对环境的不利影响,加强环保设施建设,达到可持续发展的目标。

硅知识点总结

硅知识点总结

硅知识点总结关键信息项1、硅的物理性质名称:____________________外观:____________________硬度:____________________熔点:____________________沸点:____________________导电性:____________________2、硅的化学性质与氧气反应:____________________与氯气反应:____________________与氢氟酸反应:____________________与强碱溶液反应:____________________ 3、硅的用途半导体材料:____________________太阳能电池:____________________计算机芯片:____________________4、硅的制备方法工业制备:____________________实验室制备:____________________11 硅的物理性质硅是一种具有灰色金属光泽的固体,具有硬而脆的特点。

其晶体结构属于金刚石型,原子之间以共价键相结合,形成空间网状结构。

硅的硬度较大,莫氏硬度约为 7。

硅的熔点较高,约为 1414℃,沸点约为 2355℃。

在常温下,硅的导电性较差,属于半导体材料,但在高温下其导电性会增强。

111 硅的外观硅通常呈现出银灰色的外观,具有一定的金属光泽。

112 硅的导电性硅的导电性介于导体和绝缘体之间,其导电性可以通过掺入杂质来进行调节。

例如,掺入少量的磷或硼等杂质可以显著改变硅的导电性,使其分别成为 N 型半导体和 P 型半导体。

12 硅的化学性质硅在常温下化学性质相对稳定,但在一定条件下可以与多种物质发生化学反应。

硅在加热或点燃的条件下可以与氧气发生反应,生成二氧化硅(SiO₂)。

反应方程式为:Si + O₂= SiO₂。

硅可以与氯气在加热条件下反应,生成四氯化硅(SiCl₄)。

人教必修一化学----硅及其化合物基础知识

人教必修一化学----硅及其化合物基础知识

1硅及其化合物主干知识梳理 一、 硅1、 物理性质: 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。

熔沸点很高,硬度也很大。

是良好的半导体材料。

2、 化学性质: 与氟气反应: Si+2F 2=SiF 4与氢氟酸反应: Si+4HF=SiF 4↑+2H 2O与强碱溶液反应: Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO 3+2H 2↑与氯气反应加热_: Si+2Cl 2△SiCl 4 与氧气反应加热: Si+O 2△SiO 2 2 、 制 法:高温 SiO 2+2C===Si+2CO ↑ (含杂质的粗硅)高温 Si+2Cl 2==SiCl 4高温 SiCl 4 +2H 2==Si+4HCl ↑ 这样就可得到纯度较高的多晶硅。

二、二氧化硅 1物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。

纯净的SiO 2晶体无色透明的固体。

2化学性质:①酸性氧化物a 、在常温下与强碱反应,生成盐和水。

例如:SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2Ob 、在高温下与碱性氧化物反应生成盐。

例如:SiO 2+CaO 高温CaSiO 3 ②弱氧化性:高温下被焦炭还原SiO 2+2C △Si+2CO ↑SiO 2+3C △SiC+2CO ↑(焦炭过量)③特殊反应:a 、与HF 反应 :4HF+ SiO 2= SiF 4↑+2H 2O 氢氟酸是唯一可以与的SiO 2反应的酸。

b 、与Na 2CO 3 和CaCO 3反应:Na 2CO 3+SiO 高温Na 2SiO 3+CO 2↑CaCO 3+SiO 高温CaSiO 3+CO 2↑与CO 的比较2SiO 2是由Si 原子和O 原子以原子个数比为2∶1组成的空间立体网状晶体。

SiO 2晶体与金刚石结构相似,具有高硬度、高熔沸点特征。

(说明:SiO 2晶体结构:不存在单个的SiO 2分子,是由Si 原子和O 原子以2:1组成的空间立体网状晶体。

每个Si 原子与4个O 原子相连,每个O 原子与两个Si 原子相连。

硅的高考知识点总结

硅的高考知识点总结

硅的高考知识点总结硅是地壳中含量最丰富的金属元素之一,也是最重要的半导体材料之一。

在高考化学和物理中,硅的相关知识点一直都是考查的重点。

本文将对硅的相关知识点进行总结,帮助同学们更好地复习和备考高考。

硅的性质1. 原子结构:硅的原子序数为14,原子结构为1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p2。

硅原子由14个质子和14个电子组成,其中4个价电子分布在外层的3s和3p轨道上。

2. 物理性质:硅是一种非金属元素,具有良好的导电性和热导性。

硅的密度为2.34g/cm³,熔点为1410℃,沸点为2355℃。

3. 化学性质:硅在常温下不溶于水和大多数酸,但能够溶于氢氟酸和氢氧化钠等碱性溶液中,生成硅酸盐。

硅还能与氧气发生氧化反应,生成二氧化硅。

硅的制备方法1. 碳热还原法:将二氧化硅和石墨粉末按一定比例混合,置于电炉或焙炉中,经高温还原反应可得到纯度较高的硅。

2. 氧化法:将二氧化硅与金属铝在高温下进行还原反应,得到金属硅和氧化铝,再通过水解和干燥过程得到纯度较高的硅。

硅的化合物1. 二氧化硅(SiO₂):是最常见的硅化合物,常见于自然界中的石英、玻璃、水晶等物质中。

二氧化硅具有高熔点、高硬度和良好的绝缘性能,被广泛应用于玻璃、陶瓷、建筑材料等领域。

2. 硅酸盐:是由硅、氧和金属离子组成的化合物,广泛存在于自然界中的矿物中。

常见的硅酸盐有方解石、长石、云母等。

3. 硅烷和硅氢化合物:是由硅与氢原子组成的化合物,具有良好的化学反应性和高纯度的特性。

硅烷和硅氢化合物广泛应用于半导体、太阳能电池、光电器件等领域。

硅的应用1. 半导体材料:硅是最常用的半导体材料之一,广泛应用于集成电路、光电器件、太阳能电池等领域。

硅的半导体性能可通过掺杂、镀膜等工艺进行调控,可以实现电子器件的传导、放大和控制功能。

2. 玻璃和陶瓷材料:二氧化硅是玻璃和陶瓷材料的重要组成部分,具有优良的透明性和耐热性,被广泛应用于建筑、家具、化工设备等领域。

硅的知识点高三

硅的知识点高三

硅的知识点高三硅是一种非金属元素,化学符号为Si,原子序数为14。

在自然界中,硅是地壳中含量第二多的元素,仅次于氧气。

它具有多种重要的物理和化学性质,广泛应用于各个领域。

本文将从硅的性质、应用以及相关的高考考点三个方面来介绍硅的知识点。

1. 硅的性质硅是一种具有金属和非金属性质的半金属。

它的外层电子结构为2,8,4,表现出了典型的半满4s^2 3d^10 4p^2轨道,使得硅具有良好的导电性和半导体特性。

硅呈现灰白色,并且有金属光泽。

硅的熔点高,为1414℃,热稳定性强。

此外,硅具有高热导率和低热膨胀系数的特点,使其广泛应用于电子器件的制造过程中。

2. 硅的应用2.1 半导体材料硅是当今电子工业中最为重要的材料之一。

高纯度的单晶硅制成的硅片,被广泛应用于集成电路、太阳能电池、光电器件等领域。

硅的半导体性能使其能够在导电和绝缘之间自由切换,并实现信息的存储和传输,推动了现代信息技术的发展。

2.2 硅橡胶硅橡胶是一种由硅原料制成的高分子弹性材料。

它具有优异的耐高温性能、耐候性和机械性能,被广泛用于制造密封件、隔音材料、电线电缆保护套等产品。

2.3 硅铁合金硅铁合金是一种重要的铁合金材料,由铁、硅和碳等元素组成。

它具有高硅、低碳的特点,被用作冶炼和合金添加剂。

硅铁合金的加入可以改善钢铁的性能,提高硬度和强度,延长使用寿命。

3. 高考考点3.1 硅的电子结构高考化学中常出现与硅的电子结构相关的考点。

根据硅的原子结构,学生需要了解硅原子中电子的排布方式,以及对应的电子组态。

此外,学生还需了解硅离子的生成过程和离子的电子结构。

3.2 硅的导电性质硅作为一种半导体材料,其导电性质也是高考化学考点之一。

学生需要了解硅的导电特性,包括掺杂杂质后的硅的导电行为,以及导电过程中的载流子的类型和数量。

3.3 硅的制备和应用高考化学中也会考察到硅的制备和应用方面的知识点。

学生需要了解硅的制备方法,如电石法和硅烷法等。

同时,对于硅的应用领域也要有一定的了解,如集成电路、太阳能电池和硅橡胶等。

高一化学硅知识点思维导图

高一化学硅知识点思维导图

高一化学硅知识点思维导图硅是一种常见的无机非金属元素,具有广泛的应用领域。

本文将通过思维导图的形式,整理高一化学中与硅相关的知识点,以帮助同学们更好地理解和掌握硅的性质、用途和制备方法。

一、硅的性质1. 物理性质- 硅是地壳中第二丰富的元素,以二氧化硅的形式存在于许多矿石中。

- 硅是无色、无味、无臭、非常稳定的固体,具有金刚石般的硬度和脆性。

- 硅是半导体材料,具有良好的导电性和光电特性。

2. 化学性质- 硅在常温下不与大多数酸和碱反应,但能与氢氟酸和浓硝酸反应。

- 硅能与氧气反应生成二氧化硅,放出大量的热量。

- 硅可与一些金属形成合金,如硅铁、硅铝合金等。

二、硅的用途1. 光电类应用- 因硅具有半导体特性,被广泛应用于光电器件的制造,如太阳能电池板、LED灯等。

- 硅在电子芯片中作为基底材料,用于制造集成电路。

2. 材料类应用- 通过掺杂其他元素和化合物,硅可以改变其电学和光学性质,用于制备硅基材料,如硅胶、硅橡胶。

- 硅是玻璃的主要成分之一,用于制造玻璃器皿、窗户等。

3. 化工类应用- 硅作为添加剂用于制造合成橡胶、油漆、涂料等产品。

- 硅油是一种常见的润滑剂,被广泛应用于机械设备的保养和维护。

三、硅的制备方法1. 硅的提取- 硅的主要提取方法为冶炼石英矿石,石英经过预处理后,与焦炭在高温下反应,生成金属硅。

2. 硅的纯化- 金属硅通过电解法或Zone熔炼法进行纯化,去除杂质,获得高纯度的硅材料。

3. 硅的加工- 高纯度的硅材料可通过溶解、熔融、晶体生长等工艺加工成不同形状和尺寸的硅单晶或多晶。

四、硅材料的性质和应用1. 多晶硅- 多晶硅具有晶粒边界,导电性能较差,用于太阳能电池板的制造。

2. 单晶硅- 单晶硅晶体纯度高,无晶粒边界,电学性能优异,用于制造集成电路的基板。

五、硅的环境和健康风险1. 硅对环境的影响- 工业生产中的硅粉尘、废水和废气可能对环境造成污染,需要进行控制和处理。

2. 硅对人体健康的风险- 长期吸入硅粉尘可能导致硅肺病,对呼吸系统造成危害。

硅知识点总结120919

硅知识点总结120919

硅知识点总结120919硅(Ge)是一种常见的半导体材料,它广泛应用于电子器件和集成电路中。

在学习硅的知识点时,我们需要了解硅的物理和化学性质、硅晶体的结构和生长方法、硅的掺杂和掺杂技术、硅的杂质和缺陷等。

下面我将为您总结一些关键的知识点。

1.硅的基本信息硅是地壳中含量最高的元素之一,化学符号为Ge,原子序数为32、它是一种灰白色的硬质金属,熔点为937.4℃,沸点为2830℃。

硅的密度为5.323克/立方厘米,具有良好的热导性和电导性。

2.硅的结构硅的结构类似于碳,它具有钻石型晶体结构。

硅原子通过共价键连接在一起,形成一个三维网格结构。

硅晶体可以分为两种结构:多晶硅和单晶硅。

多晶硅由许多晶粒组成,晶粒之间存在晶界;单晶硅由一个连续的晶体结构组成,没有晶界。

3.硅的生长方法硅晶体可以通过多种方法生长,包括Czochralski法、区域熔凝法、气相外延法等。

其中,Czochralski法是最常用的方法。

该方法通过在熔融硅中放入一个种子晶体,然后缓慢提拉并旋转晶体,使其逐渐生长为一个完整的单晶体。

4.硅的掺杂硅可以通过掺杂来调节其导电性能。

掺杂是指将少量杂质原子引入硅晶体中,以改变硅的电子能带结构。

通常使用磷(P)、硼(B)、砷(As)等元素进行掺杂。

磷掺杂的硅是N型硅,硼掺杂的硅是P型硅。

N型硅中的电子浓度高于空穴浓度,P型硅中的空穴浓度高于电子浓度。

5.硅的掺杂技术硅的掺杂技术主要有扩散法、离子注入法和外延法。

扩散法是将掺杂材料的薄层放在硅晶体表面,并在高温下使其扩散到晶体内部。

离子注入法是将掺杂材料的离子注入到硅晶体中,然后通过热退火来修复晶格损伤。

外延法是在硅晶体表面上沉积一层掺杂材料,使其在晶体生长过程中被夹在两个硅层之间。

6.硅的杂质和缺陷硅晶体中可能存在一些杂质和缺陷,它们会对硅的性能产生影响。

常见的杂质有氧气、碳、金属杂质等。

氧气和碳是硅晶体的主要杂质,会影响硅的电子迁移率和载流子浓度。

硅知识梳理

硅知识梳理

硅的知识点梳理一、二氧化硅(SiO 2)1、结构:立体网状结构,没有SiO 2分子,只存在Si ,O 且比例为1:2 ,SiO 2是化学式2、物理性质:熔点高、硬度大、难溶于水、不导电3、化学性质:化学性质不活泼,不与水反应、耐高温,耐腐蚀特性:SiO 2+4HF =SiF 4↑+2H 2O (刻蚀玻璃)与碱性氧化物:SiO 2 + CaO =CaSiO 3 酸性氧化物 与强碱:SiO 2 + 2NaOH = Na 2SiO 3 + H 2O (盛碱性溶液试剂瓶用橡皮塞)化学性质工业制玻璃:SiO 2 + Na 2CO 3=Na 2SiO 3 + CO 2↑SiO 2 + CaCO 3=CaSiO 3 + CO 2↑弱氧化性:SiO 2+2C =Si +2CO↑4、用途:光导纤维、玛瑙饰品、石英坩埚、建筑材料二、硅酸(H 2SiO 3)1、物理性质:溶解度小,白色固体弱酸性:H 2SiO 3+2NaOH =Na 2SiO 3+2H 2O (比碳酸还弱)2、化学性质 不稳定性:H 2SiO 3=SiO 2+H 2O3、制备:Na 2SiO 3 +2HCl = H 2SiO 3(胶体)+ 2NaCl (强酸制弱酸) Na 2SiO 3 + CO 2 + H 2O = H 2SiO 3↓+ Na 2CO 3(Na 2SiO 3要密封保存)4、用途:硅胶可做干燥剂,催化剂载体三、硅酸盐1、表示方法:活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO 2·H 2O2、Na 2SiO 3(泡花碱)水溶液俗称水玻璃,制备硅胶和木材防火剂,工业黏合剂3、硅酸盐产品:陶瓷(以黏土为原料)、玻璃(纯碱、石灰石、石英砂为原料)、水泥(以黏土、石灰石为原料)四、硅单质粗硅制备:SiO 2+2C =Si (粗)+2CO↑1、硅制备 粗硅提纯:S i (粗)+2Cl 2 =SiCl 4SiCl 4+2H 2= S i (纯)+4HCl2、物理性质:金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性,半导体材料常温下:Si+2F 2=SiF 4Si+4HF =SiF 4↑+2H 2↑Si + 2NaOH+ H 2O = Na 2SiO 3 +2H 2↑ 3、化学性质加热或高温:S i +2Cl 2 =SiCl 4 S i +O 2 =Si O 2 S i +C =SiC4、用途:半导体材料、硅芯片、硅太阳能电池 高温高温 高温 △ 高温 △ 高温△ △ 高温 高温。

硅知识点总结120919

硅知识点总结120919

硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。

1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。

(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl4(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。

(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。

(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。

③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO高温CaSiO3(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

硅及其化合物知识总结

硅及其化合物知识总结

硅及其化合物知识总结1.硅单质(Si)(1)存在:硅是一种亲氧元素,在自然界中以化合态存在,在地壳中的含量仅次于氧。

(2)物理性质:晶体硅是灰黑色固体,硬度大,熔、沸点高,具有金属光泽。

(3)化学性质:常温下能与F 2、HF 、NaOH 反应;加热时能与H 2化合生成不稳定的氢化物SiH 4,还能与Cl 2、O 2化合分别生成SiCl 4、SiO 2。

涉及的化学方程式如下:2:Si +O 2=====△SiO 22:Si +2F 2===SiF 42:Si +2Cl 2=====△SiCl 4②与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。

③与NaOH 溶液反应:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑(4)用途:①良好的半导体材料;②太阳能电池;③计算机芯片。

(5)高纯硅的制备①SiO 2+2C=====高温Si(粗)+2CO ↑(1800~2000℃)②③2.二氧化硅(SiO 2)(1)存在与形态SiO 2的存在形态有结晶形和无定形两大类。

自然界中的二氧化硅,存在于沙子、水晶、玛瑙,石英等中。

(2)结构SiO 2是由Si 原子和O 原子按个数比1∶2直接构成的立体网状结构的晶体。

(3)二氧化硅与二氧化碳都是酸性氧化物,二者的性质与用途比较性质与用途二氧化硅二氧化碳物理性质硬度大,熔、沸点高,不溶于水熔、沸点低,可溶于水化学性质与水反应不反应CO 2+H 2OH 2CO 3与酸反应(只与HF 反应)氢氟酸用于刻蚀玻璃:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O不反应与碱反应(如NaOH)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)CO 2+2NaOH===Na 2CO 3+H 2O 或CO 2+NaOH===NaHCO 3与盐反应(如Na 2CO 3)SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑CO 2+Na 2CO 3+H 2O===2NaHCO 3与碱性氧化物反应与CaO 反应:SiO 2+CaO=====高温CaSiO 3与Na 2O 反应:CO 2+Na 2O===Na 2CO 3与碳反应2C +SiO 2=====高温Si +2CO ↑C +CO 2=====高温2CO 主要用途制光学仪器、石英玻璃;水晶和玛瑙可制作饰品;常用来制造通讯材料——光导纤维;以SiO 2为主要成分的沙子是基本的建筑材料化工原料、灭火剂;干冰用作制冷剂,人工降雨3.硅酸(H 2SiO 3)(1)物理性质:难溶于水的白色胶状物质。

硅元素及其化合物知识点总结

硅元素及其化合物知识点总结

硅元素及其化合物知识点总结
一、什么是硅
硅(Silicon)是一种无色、无臭、有较高熔点的纯净固体,是最常见的金属元素之一、它有高导电性、热电性和冶金特性,是最重要的半导体材料,可用于微电子制造、电力装置、火灾报警器、航空航天制品等。

二、硅元素的结构
硅元素是由28个阳离子和14个阴离子组成的类铁结构,由四个Si 原子构成四个一组,其中两个硅原子存在正方形的相互结合,其余两个Si原子的配对紧密相互关联,被称为类铁结构。

硅元素内部的化学性能和外部的物理性能都会受到这类铁结构的影响。

三、硅元素的物理性质
1、硅元素的密度是2.33 g/cm3,比重是大约2.4
2、硅元素的沸点是2355℃,熔点是1414℃。

3、硅元素的导热系数是159W/(m·K),具有较高的导热性,可用于制作电子器件。

4、硅元素具有高韧性,其弹性模量是约73GPa,抗拉强度约是
211MPa,抗压强度约是8.2MPa。

5、硅元素的折射率在0.5~3.6微米之间,可用作反射镜。

6、硅元素的电导率是0.6×10-(Ω·m),可用作热电力元件。

四、硅元素的化学性质
1、硅元素是一种非金属元素,属于第四周期,在元素周期表中排在14位,原子序数为14,其电子配置与硅杂质的构成相同,即[Ne]3s23p2
2、硅元素是半金属元素。

化学高中硅知识点总结

化学高中硅知识点总结

化学高中硅知识点总结
硅的物理性质
硅是一种灰色的金属loid(半金属),具有金属和非金属的性质。

硅的结晶形式包括普通结构(钻石晶格)和同轴结构(锑状晶格)。

普通结构的石英和同轴结构的金刚石是地球上最常见的硅化合物。

硅的化学性质
硅的原子结构由14个电子组成,排布在四个能级上。

其外层电子结构为2-8-4,因此硅有四个价电子,可以形成四个共价键。

硅与氧的共价键形成了硅氧化合物,这些化合物构成了大部分岩石、矿物和土壤中的成分。

硅的化合物
硅的化合物包括硅酸盐、硅烷和硅醚等。

硅酸盐是一类以硅酸根离子(SiO4)4-为基础的化合物,包括石英、石灰石和长石等。

硅烷是一类含有硅碳键的有机化合物,例如三甲基硅烷((CH3)3SiH)。

硅醚是一类含有硅氧键的有机化合物,例如二甲基二乙基氧硅烷((CH3)2Si(OC2H5)2)。

硅的应用
硅在电子行业中有广泛的应用,主要体现在半导体材料、太阳能电池和纳米技术领域。

半导体材料主要是指硅晶体和硅片,是电子元件和集成电路的基础材料。

太阳能电池则是利用硅的光电性质将太阳能转化为电能。

硅的纳米颗粒也被广泛应用于生物医学和材料科学领域。

总结
硅是一种重要的化学元素,具有丰富的化学性质和广泛的应用价值。

通过深入了解硅的物理性质、化学性质和化合物,可以更好地理解它在自然界和工业上的作用。

在未来的发展中,硅材料和硅技术有望继续发挥重要的作用,为人类社会的进步做出贡献。

高考化学硅知识点总结

高考化学硅知识点总结

引言概述:高考化学中,硅是重要的知识点之一。

硅化学是无机化学中的一个重要分支,它研究硅及其化合物的合成、性质、结构和应用。

硅是地壳中含量较高的元素之一,它在生活和工业中有广泛的应用。

本文将对高考化学中的硅知识点进行总结,包括硅的性质、合成方法、化合物分类以及硅在生活中的应用。

1. 硅的性质1.1 原子结构:硅的原子结构决定了其化学性质。

硅原子有14个电子,其中有4个电子在外层,形成了稳定的配对电子。

1.2 物理性质:硅是一种灰白色或灰黄色的固体,无味、无毒。

它具有高熔点、高热导率和低热膨胀系数等特点。

2. 硅的合成方法2.1 碳热法:碳热法是最常用的合成硅的方法之一。

该方法通过在高温下,将二氧化硅和焦炭等碳质材料进行反应,生成纯度较高的硅。

2.2 氢还原法:氢还原法利用高温下的氢气对硅矿石进行还原,生成纯度较高的硅。

2.3 气相沉积法:气相沉积法是一种将气体中的硅化合物在高温下分解析出纯度较高的硅的方法。

3. 硅化合物的分类3.1 硅酸盐:硅酸盐是硅与氧形成的化合物,包括硅酸、硅酸盐矿物等。

硅酸盐在地壳中广泛存在,是岩石、土壤中的重要成分。

3.2 有机硅化合物:有机硅化合物是硅与碳形成的化合物,包括硅烷、硅醇等。

有机硅化合物具有独特的化学性质和广泛的应用,如有机硅涂料、有机硅橡胶等。

3.3 硅氢化合物:硅氢化合物是硅与氢形成的化合物,如硅烷。

硅氢化合物是有机合成中的重要试剂,也可用作高纯硅的合成原料。

4. 硅在生活中的应用4.1 电子工业:硅是电子工业中的关键材料,广泛应用于半导体器件、光电子器件等。

半导体硅将现代电子技术推向了高度发展的阶段。

4.2 化工工业:硅在化工工业中常用于合成有机硅衍生物,如硅油、硅橡胶等。

这些化合物具有独特的性质,广泛用于润滑剂、密封剂、防腐剂等领域。

4.3 建筑材料:硅酸盐矿物常用于建筑材料中,如石英砂、石英玻璃等。

这些材料具有良好的化学稳定性和物理性能,被广泛应用于建筑行业。

高三化学硅知识点总结框架

高三化学硅知识点总结框架

高三化学硅知识点总结框架
一、硅的性质和存在形态
硅元素的基本性质:原子序数、电子排布、物理性质等。

硅的存在形态:硅石、石英、硅肺病等。

二、硅的制备和提纯
工业上硅的制备:石英炉法、碳热法、光碳热法等。

实验室中硅的制备:还原法、氯化法等。

硅的提纯方法:直接取纯硅、冶炼法、电解法等。

三、硅的物理性质
硅的晶体结构:钻石、锗、金刚石等。

硅的物理性质:导热性、光学性质、电学性质等。

四、硅的化学性质
硅与非金属的反应:与氧气、氢气等的反应。

硅与金属的反应:与碱金属、碱土金属等的反应。

硅的酸碱性和溶解性:硅酸、水合硅酸等。

五、硅的应用
硅的应用领域:电子行业、太阳能电池、材料工业等。

硅材料的性能:高温稳定性、光学性能、机械性能等。

六、硅的环境和健康影响
硅的环境问题:矽酸盐的释放、水污染等。

硅对健康的影响:硅肺病、硅中毒等。

结语:
通过对高三化学中硅的知识点的总结,我们可以清晰了解硅元素的性质和存在形态,硅的制备和提纯方法,硅的物理性质和化学性质,以及硅的应用领域和对环境与健康的影响。

深入了解硅的知识,有助于我们更好地应用和保护这一重要元素。

硅及其化合物知识

硅及其化合物知识

无机非金属材料的主角——硅【知识要点】一、硅1.物理性质晶体硅是一种色具有光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的材料。

在自然界中只能以化合态存在。

主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。

其元素含量在地壳中居第位。

2.化学性质化学性质〔和碳相似〕——形成共价化合物,化学性质不活泼。

①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸〔HF〕和烧碱等物质反应:方程式、、②加热条件下,能跟一些非金属单质〔氧气、氢气〕起反应。

〔3〕工业制法:〔焦炭在电炉中复原二氧化硅得到粗硅〕粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅。

〔3〕用途:①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等;②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。

二、二氧化硅1.物理性质硬度大,熔沸点高,不导电,不溶于水。

等的主要成分都是二氧化硅,它一般可用于制造光导纤维。

2.化学性质CO2SiO2与碱性氧化物反应与碱液反应与盐反应2Na2CO3+SiO2 CaCO3+SiO2与碳反应与H2O作用与酸反应〔一〕硅酸1. 物理性质2. 制备方法3. 化学性质4. 用途〔二〕硅酸盐〔1〕性质特征:性质稳定,熔点较高,大都溶于水。

〔2〕主要原料:黏土〔Al2O3·2SiO2·2H2O〕、石英〔SiO2〕和长石〔钾长石K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2〕。

〔3〕主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃〔Na2SiO3的水溶液〕等。

水泥玻璃〔普通〕原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性〔加石膏调节硬化速度〕玻璃态物质〔在一定温度范围内软化〕非晶体要点精讲一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例1.以下物质中,不能通过化合反应制取的是〔〕A.H2SiO3B.Fe(OH)3C.Fe(NO3)2D.CaSiO3例2.以下各组物质中不起反应的是〔〕A.SiO2与纯碱共熔B.CO2通入Na2SiO3溶液C.SiO2与大理石共熔D.SiO2和浓H2SO4共热例3.碳化硅〔SiC〕的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章相平衡习题与解答1. 解释下列名词:凝聚系统,介稳平衡,低共熔点,双升点,双降点,马鞍点,连线规则,切线规则,三角形规则,重心规则。

解:凝聚系统:不含气相或气相可以忽略的系统。

介稳平衡:即热力学非平衡态,能量处于较高状态,经常出现于硅酸盐系统中。

低共熔点:是一种无变量点,系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出,或加热时同时融化。

双升点:处于交叉位的单转熔点。

双降点:处于共轭位的双转熔点。

马鞍点:三元相图界线上温度最高点,同时又是二元系统温度的最低点。

连线规则:将一界线(或其延长线)与相应的连线(或其延长线)相交,其交点是该界线上的温度最高点。

切线规则:将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交,如交点在连线上,则表示界线上该处具有共熔性质;如交点在连线的延长线上,则表示界线上该处具有转熔性质,远离交点的晶相被回吸。

三角形规则:原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物;与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。

重心规则:如无变点处于其相应副三角形的重心位,则该无变点为低共熔点:如无变点处于其相应副三角形的交叉位,则该无变点为单转熔点;如无变点处于其相应副三角形的共轭位,则该无变点为双转熔点。

2、在三元系统的相图分析中,切线规则与连线规则分别是如何在相图中应用的?分析两个规则的应用原理与范围。

解:切线规则用在判断三元系统相图中,各界线的性质即界线上的任一点在析晶过程中发生什么反应,是一致熔过程还是转熔过程。

过界线上任一点切线,与对应的连线相交,则是低共熔过程。

与延长线相交,为转熔过程。

连线规则用在判断三元系统相图中,各界线上的温度变化。

即连线与相应界线相交,交点是连线上的温度最低点,又是界线上的温度最高点。

4. SiO2具有很高的熔点,硅酸盐玻璃的熔制温度也很高。

现要选择一种氧化物与SiO2在800℃的低温下形成均一的二元氧化物玻璃,请问,选何种氧化物?加入量是多少?解:根据Na2O-SiO2系统相图可知最低共熔点为799℃。

故选择Na2O能与SiO2在800℃的低温下形成均一的二元氧化物玻璃。

10.相律应用必须注意哪几点?答:(1)相律是根据热力学平衡条件推导而得,因而只能处理真实的热力学平衡体系。

(2)相律表达式中的“2”是代表外界条件温度和压强。

如果电场、磁场或重力场对平衡状态有影响,则相律中的“2”应为“3”、“4”、“5”。

如果研究的体系为固态物质,可以忽略压强的影响,相律中的“2”应为“1”。

(3)必须正确判断独立组分数、独立化学反应式、相数以及限制条件数,才能正确应用相律。

(4)自由度只取“0”以上的正值。

如果出现负值,则说明体系可能处于非平衡态。

12.淬冷法的最大优点有哪些?适用的对象是什么?答:最大优点:准确度高。

因为长时间保温较接近平衡状态,淬冷后在室温下又可对试样中平衡共存的相数、各相的组成、形态和数量直接进行测定。

适用对象:适用于相变速度慢的系统,如果快则在淬冷时发生相变。

14.稳定相与介稳相的区别是什么?答:(1) 每一个稳定相有一个稳定存在的温度范围,超过这个范围就变成介稳相。

(2) 在一定温度下,稳定相具有最小蒸汽压。

(3) 介稳相有向稳定相转变的趋势,但从动力学角度讲,转变速度很慢,能长期保持自己的状态。

15.在耐火材料硅砖的生产中,为什么鳞石英含量越多越好,而方石英越少越好?答:石英、鳞石英和方石英三种变体的高低温型转变中,方石英∆V变化最大,石英次之,而鳞石英最小。

如果制品中方石英含量大,则在冷却到低温时,由于α-方石英转变成β -方石英有较大的体积收缩而难以获得致密的硅砖制品。

16.三元系统组成的表示方法?在三元系统组成中有哪些关系?答:表示方法:在三元系统中用等边三角形来表示组成。

关系:⑴等含量规则;⑵定比例规则;⑶杠杆规则;⑷重心规则;⑸交叉位置规则;⑹共轭位置规则。

17.在三元系统中有哪几条重要规则?它们的用途和定义分别是什么?答:⑴连线规则:用途:用来判断界线的温度走向。

定义:将界线(或延长线)与相应的连线相交,其交点是该界线上的温度最高点;温度走向是背离交点。

⑵切线规则:用途:用于判断三元相图上界线的性质。

定义:将界线上的某一点所作的切线与相应的组成的连线相交,如交点在连线上,则表示界线上该处具有共熔性质;如交点在连线的延长线上,则表示界线上该处具有转熔性质,远离交点的晶相被回吸。

⑶重心规则:用途:用于判断无变量点的性质。

定义:无变量点处于其相应副三角形的重心位,则为共熔点;无变量点处于其相应副三角形的交叉位,则为单转熔点;无变量点处于其相应副三角形的共轭位,则为双转熔点。

⑷三角形规则:用途:确定结晶产物和结晶终点。

定义:原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物;与这三个物质相应的初晶区所包围的三元无变量点是其结晶终点。

第二、三章晶体及晶体缺陷习题与解答1 名词解释(a)晶体与晶体常数(b)类质同晶和同质多晶(d)同晶取代与阳离子交换(e)尖晶石与反尖晶石(f)晶胞与晶胞参数(g)配位数与配位体(h)同质多晶与多晶转变(i)位移性转变与重建性转变(j)晶体场理论与配位场理论答:(a)晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。

或晶体是具格子构造的固体。

晶体常数:晶轴轴率或轴单位,轴角。

(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AB2O4尖晶石型晶体结构中,若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙,称为正尖晶石;反尖晶石:若A2+分布在八面体空隙、而B3+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)O4,称为反尖晶石。

(f)任何晶体都对应一种布拉菲格子,因此任何晶体都可划分出与此种布拉菲格子平行六面体相对应的部分,这一部分晶体就称为晶胞。

晶胞是能够反映晶体结构特征的最小单位。

表示晶体结构特征的参数(a、b、c,α(b∧c)、β(a∧c)、γ(a∧b))称为晶胞常数,晶胞参数也即晶体常数。

(g):配位数:晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。

配位体:晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。

(h)同质多晶:同一化学组成在不同外界条件下(温度、压力、pH值等),结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。

多晶转变:当外界条件改变到一定程度时,各种变体之间发生结构转变,从一种变体转变成为另一种变体的现象。

(i)位移性转变:不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子从原来位置发生少许位移,使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。

重建性转变:破坏原有原子间化学键,改变原子最邻近配位数,使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。

(j)晶体场理论:认为在晶体结构中,中心阳离子与配位体之间是离子键,不存在电子轨道的重迭,并将配位体作为点电荷来处理的理论。

配位场理论:除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外,还考虑了共价成键的效应的理论。

2、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;(2)所有四面体间隙位置均填满;(3)填满一半八面体间隙位置;(4)填满一半四面体间隙位置。

并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。

答:(1)填满所有的八面体空隙,2价阳离子,MgO;(2)填满所有的四面体空隙,1价阳离子,Li2O;(3)填满一半的八面体空隙,4价阳离子,TiO2;(4)填满一半的四面体空隙,2价阳离子,ZnO。

3、Li2O晶体,Li+的半径为0.074nm,O2-的半径为0.140nm,其密度为1.646g/cm3,求晶胞常数a0;晶胞中Li2O的分子数。

解:按照已知密度计算:根据已知离子半径计算:[LiO4]的棱为小立方体的面对角线。

将已知数值代入上式并解方程得:4、试解释:(a)在AX型晶体结构中,NaCl型结构最多;(b)MgAl2O4晶体结构中,按r+/r-与CN关系,Mg2+、Al3+都填充八面体空隙,但在该结构中Mg2+进入四面体空隙,Al3+填充八面体空隙;而在MgFe2O4结构中,Mg2+填充八面体空隙,而一半Fe3+填充四面体空隙。

(c)绿宝石和透辉石中Si:O都为1:3,前者为环状结构,后者为链状结构。

答:(a)在AX型晶体结构中,一般阴离子X的半径较大,而阳离子A的半径较小,所以X做紧密堆积,A填充在其空隙中。

大多数AX型化合物的r+/r-在0.414~0.732之间,应该填充在八面体空隙,即具有NaCl型结构;并且NaCl型晶体结构的对称性较高,所以AX型化合物大多具有NaCl型结构。

(b)按照阳、阴离子半径比与配位数之间的关系,Al3+与Mg2+的配位数均应该为6,填入八面体空隙。

但是,根据鲍林规则,高电价离子填充于低配位的四面体空隙时,排斥力要比填充八面体空隙中较大,稳定性较差,所以Al3+填入八面体空隙,而Mg2+填入四面体空隙。

而在MgFe2O4结构中,由于Fe3+的八面体择位能为0,可以进入四面体或八面体空隙,当配位数为4时,Fe3+离子半径0.049nm,Mg2+离子半径0.057nm,Fe3+在四面体空隙中更加稳定,所以Mg2+填充八面体空隙、一半Fe3+填充四面体空隙。

(c)绿宝石和透辉石中Si:O都为1:3。

但是,绿宝石中的其它阳离子Be2+和Al3+的离子半径较小,配位数较小(4或6),相互间斥力较大,所以绿宝石通过[SiO4]顶角相连形成六节环,再通过Be2+和Al3+将六节环连接起来,离子堆积结合状态不太紧密,这样晶体结构较稳定。

透辉石中是Mg2+和Ca2+,离子半径较大,配位数较大(分别为6和8),相互间斥力较小,所以透辉石通过[SiO4]顶角相连形成单链,离子堆积结合状态比较紧密。

10、简答题(1)试述玻璃和晶体的差别?(2)晶胞与空间格子是何种关系?答:(1)晶体的内部质点在三维空间作有规律的重复排列,兼具短程有序和长程有序的结构。

相关文档
最新文档