无机非金属材料物理化学知识点整理

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无机非金属材料知识点总结

无机非金属材料知识点总结

5.3 无机非金属材料一、硅酸盐材料1.硅酸盐的组成:硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。

它们种类繁多,结构复杂,组成各异。

硅酸盐大多难溶于水,化学性质稳定。

2.表示:复杂的硅酸盐可用氧化物质的形式来表示。

例:长石(KAlSi3O8 )可表示为K20·Al2O3·6SiO2注意:(1)用氧化物的形式表示的硅酸盐只是表示方式不同,不可认为硅酸盐是由氧化物形成的混合物。

(2)书写方法:找出组成元素→写成氧化物形式→注意原子守恒→检查有无遗漏→氧化物之间以“·”隔开。

(3)书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2→H2O。

3.特点:硅酸盐大多硬度高、难溶于水,耐高温、耐腐蚀。

4.硅酸钠(Na2SiO3):Na2SiO3是最简单的硅酸盐,其水溶液是一种无色黏稠状的液体,俗称水玻璃,黏性很强,常用作建筑、玻璃、纸张等的黏结剂。

(1)物理性质:能溶于水。

(2)化学性质①水溶液呈碱性,能使酚酞试液变红。

②与CO2的反应:SiO32-+ CO₂(少量)+ H2O= H2SiO3↓ + CO32-SiO32-+ 2CO₂(过量)+ H2O=H2SiO3↓ + 2HCO3-。

(3)用途:制备硅胶和木材防火剂。

硅酸钠能与比硅酸酸性强的一些酸反应,生成难溶于水的硅酸。

5.常见的硅酸盐产品(传统无机非金属材料)名称原料、制作应用陶瓷黏土经过高温烧结形成建筑材料,绝缘材料,器皿、洁具。

玻璃石灰石、纯碱、石英混合粉碎之后在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理化学变化制成。

建筑材料,光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维用于高强度复合材料。

水泥黏土、石灰石经过复杂的物理化学变化加入石膏调节硬化速率,最后磨成粉末。

与水泥沙子混合之后可以得到混凝土大量用于建筑和水利工程。

二、硅酸1.物理性质:难溶于水的白色固体。

2.化学性质:(1)弱酸性:酸性弱于碳酸。

(2)制备:Na2SiO3+2HCl H2SiO3↓+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓3.硅胶:(1)制备:硅酸凝胶硅酸干凝胶。

无机非金属材料知识点

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。

《碳、硅及无机非金属材料》 知识清单

《碳、硅及无机非金属材料》 知识清单

《碳、硅及无机非金属材料》知识清单一、碳1、碳的同素异形体金刚石:是自然界中最坚硬的物质之一,具有正四面体的空间网状结构,原子间以很强的共价键相结合。

它常用于珠宝首饰、工业切割等领域。

石墨:层状结构,层内原子间以共价键结合,层与层之间存在较弱的分子间作用力。

具有良好的导电性和润滑性,常用于电极、润滑剂等。

足球烯(C₆₀):由 60 个碳原子组成的分子,具有类似足球的结构。

在材料科学等领域有潜在的应用价值。

2、碳的化学性质可燃性:在氧气充足时,C + O₂= CO₂;氧气不足时,2C +O₂= 2CO。

还原性:可以与氧化铜等金属氧化物发生反应,如 C + 2CuO =2Cu + CO₂↑。

3、碳的化合物一氧化碳(CO):无色、无味、有毒的气体。

具有可燃性和还原性,2CO + O₂= 2CO₂,CO + CuO = Cu + CO₂。

二氧化碳(CO₂):无色、无味的气体。

能溶于水,与水反应生成碳酸,CO₂+H₂O =H₂CO₃。

是导致温室效应的主要气体之一。

二、硅1、硅的存在硅在自然界中主要以二氧化硅(SiO₂)和硅酸盐的形式存在。

二氧化硅广泛存在于沙子、石英等物质中。

2、硅的性质物理性质:晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大,是良好的半导体材料。

化学性质:常温下化学性质不活泼,但在加热或高温条件下能与氧气、氯气等发生反应。

3、硅的用途半导体材料:用于制造集成电路、晶体管等。

太阳能电池:将光能转化为电能。

4、二氧化硅物理性质:坚硬、难溶的固体。

化学性质:具有酸性氧化物的通性,能与碱反应,SiO₂+ 2NaOH = Na₂SiO₃+ H₂O;能与氢氟酸反应,SiO₂+ 4HF = SiF₄↑ +2H₂O。

用途:用于制造光导纤维、石英玻璃等。

三、无机非金属材料1、传统无机非金属材料水泥:主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO₂)、硅酸二钙(2CaO·SiO₂)和铝酸三钙(3CaO·Al₂O₃)。

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点无机非金属材料是指由无机化合物或者具有非金属化学元素构成的材料,主要包括陶瓷材料、玻璃材料和高分子材料等。

这些材料具有高温抗性、耐腐蚀性、绝缘性、透明性等特点,被广泛应用于各个领域,如建筑、电子、化工、航空等。

下面将介绍一些无机非金属材料的基本知识点。

1.陶瓷材料陶瓷材料是一类由无机非金属化合物构成的材料,如氧化物、氮化物、碳化物等。

陶瓷材料具有高硬度、高熔点、低导热性、耐腐蚀性等特点。

依据其化学成分和特性,陶瓷材料可分为结构陶瓷和功能陶瓷。

结构陶瓷主要用于制造陶瓷器具、建筑装饰、陶瓷芯片等;功能陶瓷主要用于电子元件、传感器、催化剂等。

2.玻璃材料玻璃材料由无机非金属氧化物构成的无定形固体材料。

玻璃材料具有透明、硬度大、耐高温、绝缘性好等特点。

主要分为硅酸盐玻璃和非硅酸盐玻璃两类。

硅酸盐玻璃是指以二氧化硅为主要组成物质,如石英玻璃、锂辉石玻璃等;非硅酸盐玻璃是指由其他氧化物组成的玻璃,如硼酸盐玻璃、硫酸盐玻璃等。

玻璃材料广泛应用于建筑、家居、光学、电子等领域。

3.高分子材料高分子材料是一类大分子化合物组成的材料,由无机非金属化合物(如聚合物)构成。

高分子材料具有高强度、韧性好、耐磨性、导电性等特点。

根据成型方法,高分子材料可分为热塑性高分子和热固性高分子两类。

热塑性高分子可经过加热软化并可反复加工,如聚乙烯、聚丙烯等;热固性高分子则经过加热硬化不可逆反应,如酚醛树脂、环氧树脂等。

高分子材料广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纺织品等领域。

4.碳材料碳材料是一类由碳元素构成的非金属材料,包括石墨、金刚石、碳纤维等。

碳材料具有高强度、高导热性、化学稳定性好等特点。

石墨具有良好的导电性和导热性,主要应用于电极、涂料、石墨烯等;金刚石是一种硬度极高的材料,通过人工合成可以制备用于切削、研磨等领域;碳纤维具有高强度、低密度、耐腐蚀等特点,广泛用于汽车、航空、运动器材等。

以上是无机非金属材料的一些基本知识点,介绍了陶瓷材料、玻璃材料、高分子材料和碳材料的特点和应用领域。

高中化学第四章 非金属及其化合物知识点总结

高中化学第四章  非金属及其化合物知识点总结

第四章 非金属及其化合物第一讲 碳、硅及无机非金属材料考点1 碳、硅单质及其重要化合物的性质一、碳、硅的单质1.存在:自然界中碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有化合态。

碳单质主要有金刚石、石墨、C 60等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。

2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳、硅在参与化学反应时,一般表现还原性。

碳⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧与O 2反应⎩⎪⎨⎪⎧O 2(足量):C +O 2=====点燃CO 2O 2(不足):2C +O 2=====点燃2CO 与氧化物反应⎩⎪⎨⎪⎧CuO :2CuO +C=====△2Cu +CO 2↑(冶炼金属)SiO 2:SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑(制取粗硅)H 2O :C +H 2O (g )=====高温CO +H 2(制取水煤气)与强氧化性酸反应⎩⎪⎨⎪⎧浓H 2SO 4:C +2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 浓HNO 3:C +4HNO 3(浓)=====△CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O 二、碳、硅的氧化物 1.CO 的性质(1)物理性质:无色无味的气体,难溶于水。

能使人中毒的原因是其与人体中血红蛋白相结合,因缺氧而中毒。

(2)化学性质①可燃性:2CO +O 2=====点燃2CO 2。

②还原性:CO 还原Fe 2O 3的反应为Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2。

2.二氧化碳与二氧化硅的比较 (1)物理性质①熔、沸点:CO 2的熔、沸点比SiO 2的熔、沸点低。

②溶解性:CO 2可溶于水,SiO 2不溶于水。

(2)化学性质CO 2+H 2OH 2CO 3CO 2:化工原料、灭火剂。

干冰用作制冷剂,人工降雨。

SiO 2:制光学仪器、石英玻璃。

水晶可制作饰品,常用来制造通讯材料光导纤维。

考点2 硅酸盐及无机非金属材料一、硅酸和硅酸钠 1.硅酸(H 2SiO 3)硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,不能使紫色石蕊试液变红色。

《无机非金属材料》 知识清单

《无机非金属材料》 知识清单

《无机非金属材料》知识清单一、什么是无机非金属材料无机非金属材料,顾名思义,是指除金属材料和有机高分子材料以外的几乎所有材料的统称。

这些材料通常具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等优良性能,在现代工业、科技和日常生活中发挥着不可或缺的作用。

从组成上来看,无机非金属材料主要由无机化合物构成,包括氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等。

它们的结构和性能特点取决于所包含的化学元素以及原子之间的结合方式。

二、常见的无机非金属材料1、陶瓷材料陶瓷是人类使用历史最为悠久的无机非金属材料之一。

传统的陶瓷如陶器、瓷器,是以黏土等天然矿物为原料,经过成型和高温烧制而成。

现代陶瓷则在成分和工艺上有了很大的改进和创新,具有更加优异的性能。

例如,氧化铝陶瓷硬度高、耐磨,常用于制造刀具和机械零件;氧化锆陶瓷韧性好,可用于制作生物医学材料,如人工关节。

2、玻璃材料玻璃是一种非晶态的无机非金属材料,通常由石英砂、纯碱、石灰石等原料制成。

根据成分和性能的不同,玻璃可以分为多种类型,如普通玻璃、钢化玻璃、硼硅玻璃等。

普通玻璃广泛应用于建筑门窗、容器等;钢化玻璃强度高,用于汽车车窗、高层建筑的幕墙;硼硅玻璃耐高温、化学稳定性好,常用于实验室器具和太阳能热水器的集热管。

3、水泥材料水泥是建筑行业中不可或缺的无机非金属材料,主要成分是硅酸钙、铝酸钙等。

水泥与水混合后会发生化学反应,逐渐硬化形成坚固的结构体。

常见的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等,它们在强度、凝结时间等方面有所不同,适用于不同的建筑工程。

4、耐火材料耐火材料能够在高温环境下保持物理和化学稳定性,抵抗高温的侵蚀。

常见的耐火材料有耐火砖、耐火纤维等。

它们广泛应用于冶金、化工、电力等高温工业领域,如炼钢炉的内衬、高温窑炉的隔热层。

5、半导体材料半导体材料是现代电子信息技术的基础,如硅、锗、砷化镓等。

这些材料的导电性介于导体和绝缘体之间,可以通过掺杂等工艺控制其电学性能,从而制造出各种电子器件,如集成电路、二极管、三极管等。

无机非金属材料知识点总结

无机非金属材料知识点总结

无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指那些由非金属元素组成的材料。

与有机材料相比,无机非金属材料具有独特的性质和广泛的应用领域。

本文将对无机非金属材料的知识点进行总结。

一、常见的无机非金属材料及其性质1. 硅(Si):硅是地壳中最丰富的元素之一,常见的硅材料有硅石、石英等。

硅具有高熔点、高硬度、耐酸碱等性质,广泛用于电子、光学、建筑等领域。

2. 氧化物:氧化物是由氧元素和其他非金属元素组成的化合物。

常见的氧化物有氧化铝、氧化锌等。

氧化物具有高熔点、高硬度、绝缘性等性质,被广泛应用于陶瓷、涂料、电子器件等领域。

3. 硝酸盐:硝酸盐是由金属离子和硝酸根离子组成的化合物。

常见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸铜等。

硝酸盐具有较高的溶解度、较好的导电性和光学性质,被广泛应用于化肥、炸药、玻璃等领域。

4. 硫化物:硫化物是由硫元素和其他非金属元素组成的化合物。

常见的硫化物有硫化镉、硫化铜等。

硫化物具有较低的熔点、良好的导电性和磁性,被广泛应用于电池、光电子器件等领域。

二、无机非金属材料的应用领域1. 电子领域:无机非金属材料在电子领域具有重要的应用价值。

硅材料在集成电路和太阳能电池中被广泛使用,氧化锌材料在发光二极管和薄膜晶体管中具有重要作用。

2. 光学领域:无机非金属材料在光学领域有着广泛的应用。

氧化铝材料被用作高透明度的窗户和镜片,硅材料被用作光纤和光学器件的基底。

3. 材料领域:无机非金属材料在材料领域有着多样的应用。

硫化物材料具有良好的导电性和磁性,被用于制作电池和磁性材料。

硅酸盐材料具有较好的耐热性和化学稳定性,被广泛应用于陶瓷、建筑和玻璃制造等领域。

4. 环境领域:无机非金属材料在环境领域有着重要的作用。

氧化物材料被用作催化剂和吸附剂,用于处理废气和废水。

硅材料被用作光催化剂,可以将光能转化为化学能,用于净化空气和水资源。

三、无机非金属材料的研究与发展趋势1. 纳米材料:随着纳米技术的发展,研究纳米级无机非金属材料成为热点。

化学九年级无机非金属材料知识点

化学九年级无机非金属材料知识点

化学九年级无机非金属材料知识点化学作为一门研究物质构成、性质和变化的学科,对于我们生活中的各种物质都有着重要的意义。

在化学的学习过程中,我们不仅要了解金属材料,还要了解无机非金属材料的特性和应用。

本文将介绍一些关于无机非金属材料的知识点。

一、无机非金属材料的分类无机非金属材料主要包括陶瓷材料、石墨材料、人造纤维和塑料。

1. 陶瓷材料:陶瓷材料是一类通过高温烧成的无机非金属材料,具有高硬度、高抗磨损性和耐高温性等特点。

陶瓷材料广泛应用于建筑、医疗、航空航天等领域,如瓷砖、陶瓷盆、陶瓷刀等。

2. 石墨材料:石墨材料是一种由碳元素形成的无机非金属材料,具有良好的导电性和热导性。

石墨材料广泛应用于电池、电解槽、电极材料等领域,如铅笔芯、石墨电极等。

3. 人造纤维:人造纤维是一种通过人工合成的无机非金属材料,具有柔软、易染色和易清洗等特点。

人造纤维广泛应用于纺织、服装、家居等领域,如涤纶、尼龙等。

4. 塑料:塑料是一种通过合成聚合的无机非金属材料,具有轻质、可塑性强和耐酸碱等特点。

塑料广泛应用于包装、电子产品、建筑材料等领域,如聚乙烯、聚苯乙烯等。

二、无机非金属材料的制备与性质无机非金属材料的制备通常涉及到物质的分离、纯化和合成等过程。

在制备过程中,常常需要控制温度、压力和反应条件等因素以获得理想的产物。

1. 制备方法:无机非金属材料的制备方法多种多样,包括溶液法、固相法、气相法等。

不同的制备方法可以得到不同性质的无机非金属材料。

2. 物理性质:无机非金属材料的物理性质与其结构和成分密切相关。

例如,陶瓷材料的硬度与其晶体结构和化学成分有关;石墨材料的导电性与其层状结构和碳原子的排列方式有关。

3. 化学性质:无机非金属材料的化学性质与其化学成分和结构有关。

例如,陶瓷材料在常温下不易与其他物质发生化学反应;石墨材料在高温下能与氧气反应生成二氧化碳。

三、无机非金属材料的应用无机非金属材料在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。

《无机非金属材料物理化学》考研复习大纲

《无机非金属材料物理化学》考研复习大纲

《无机非金属材料物理化学》考研复习大纲第一章结晶学基础晶体的基本概念与性质晶体的宏观对称性晶体的对称分类晶体定向和结晶符号晶体结构的基本特征晶体化学基本原理掌握:基本概念,晶体的对称要素,对称类型,晶体结构的基本特征,配位法则(鲍林规则)。

第二章晶体结构与晶体中的缺陷典型结构类型硅酸盐晶体结构晶体结构缺陷掌握:基本概念,典型晶体结构配位形式和特性,硅酸盐晶体结构类型机典型代表,缺陷化学方程等。

第三章熔体和玻璃体熔体的性质玻璃的通性玻璃的结构掌握:基本概念,熔体的粘度和表面张力,玻璃的结构学说。

第四章表面与界面固体的表面界面行为晶界粘土——水系统胶体化学掌握:基本概念,利用界面表面性能解释实际现象,黏土的离子吸附与交换。

第六章相平衡硅酸盐系统相平衡特点单元系统二元系统三元系统掌握:基本概念和规则,理解并解释相图。

第七章扩散和固相反应晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程扩散过程的推动力固体材料的扩散及影响扩散的诸因素固相反应及其动力学特征影响固相反应的因素掌握:基本概念,扩散过程的基本特征及其影响因素。

第八章相变相变的分类液固相变过程热力学液固相变过程动力学液液相变过程掌握:基本概念,在不同体系中晶体析出的动力及热力学,影响析晶能力的因素等。

第九章烧结概念固态烧结液相参与的烧结晶体生长和二次再结晶影响烧结的因素掌握:基本概念,烧结过程机理及其影响因素。

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点
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
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二、陶瓷知识点
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
10、氧化物玻璃的晶子模型
晶子:晶格极不完整、有序区域极小的晶体 晶子模型:晶子分散在无定形介质中,晶子 与无定形区域无明显界限
玻璃有近程有序,远程无序的结构特点
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三、玻璃知识点
11、高分子玻璃的结构模型
无规线团模型 分子链成无规线团状,各线互相交织、互相 穿插
12、金属玻璃的结构模型 无规硬球堆积模型 把原子视为硬球,尽可能地紧密堆积,球的 排列是无规则的(金属键无方向性,原子具有 密堆倾向)
生料的配制与磨细 → 将生料煅烧使之部分 熔融形成以硅酸钙为主要成分的熟料矿物 → 将熟料与适量石膏或适量混合材料共同磨细为 水泥
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四、水泥知识点
11、泌水性 拌制混凝土时,为了保证必要的和易性,需 要加入比标准稠度需水量更多的水分,这些多余 的水分从浆体中析出的难易程度叫泌水性
12、安定性
概念:硬化水泥浆体的体积变化的均匀性 影响因素:水泥中游离CaO和MgO的含量;
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二、陶瓷知识点
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
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二、陶瓷知识点
6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相

无机非金属材料总结(完整版)

无机非金属材料总结(完整版)

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。

无机非金属材料复习提纲

无机非金属材料复习提纲

无机非金属材料复习提纲一、无机非金属材料的分类1.氧化物:包括氧化钙、氧化铝、氧化钛等;2.硅酸盐:如石英、长石、云母等;3.碳酸盐:如方解石、大理石、白云石等;4.硫酸盐:如石膏、明矾等;5.硼酸盐:如硼酸、硼砂等;6.磷酸盐:如磷灰石、三聚磷酸钠等;7.卤化物:包括氯化钠、溴化镁、碘化钾等。

二、无机非金属材料的特性1.物理特性:无机非金属材料通常具有高熔点、高硬度、高电阻率等特性,可以耐高温、有较好的绝缘性能等;2.化学特性:无机非金属材料通常具有良好的稳定性,能抵抗酸、碱等腐蚀;3.光学特性:无机非金属材料对光的吸收、透射和反射有着独特的特性,可以应用在光电子学、光纤通信等领域;4.热特性:无机非金属材料具有较低的热传导性能,可以应用于绝缘材料、隔热材料等领域;5.机械特性:无机非金属材料通常具有高硬度、高强度等特性,可以应用在磨料、陶瓷等领域。

三、无机非金属材料的应用领域1.陶瓷工业:无机非金属材料在制作陶瓷材料中有广泛应用,包括陶瓷器皿、建筑瓷砖、陶瓷电子元件等;2.玻璃工业:无机非金属材料在制作各种玻璃产品中有重要地位,包括玻璃器皿、玻璃窗、光学玻璃等;3.电子工业:无机非金属材料在电子元件、电子陶瓷、电池等产品中有广泛应用;4.建筑工业:无机非金属材料在建筑材料中具有重要地位,包括石、砖、水泥等;5.化工工业:无机非金属材料在制作化学原料、化学试剂等领域有广泛应用。

四、无机非金属材料的制备方法1.熔融法:利用高温将材料熔化,并通过凝固制备成型材料;2.溶液法:将物质溶解于溶剂中,通过溶剂的挥发或其他方法制备材料;3.凝胶法:通过溶胶-凝胶转变的方法制备材料;4.沉淀法:通过溶液中的化学反应生成沉淀而制备材料;5.气相法:通过气相反应或化学气相沉积制备材料。

五、无机非金属材料的发展趋势1.多功能化:无机非金属材料将向多功能方向发展,不仅具有传统的功能,还具备新的功能,如光学、化学传感等;2.纳米化:无机非金属材料将越来越倾向于纳米尺寸,以实现更好的性能;3.绿色环保:无机非金属材料的制备方法将越来越注重环境保护和可持续发展,减少对环境的污染和资源的浪费;4.应用拓展:无机非金属材料将向更广泛的应用领域发展,如能源领域、生物医学领域等。

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点无机非金属材料是一类重要的材料,广泛应用于工业、建筑、电子、化工等领域。

它们具有良好的耐高温、耐腐蚀、绝缘性能,同时价格相对较低,因此备受青睐。

本文将介绍无机非金属材料的一些基本知识点,希望能对读者有所帮助。

首先,我们来谈谈无机非金属材料的分类。

根据其化学成分和结构特点,无机非金属材料可以分为氧化物、硅酸盐、氮化物、碳化物等几类。

其中,氧化物是指由氧元素和其他元素形成的化合物,如氧化铝、氧化钙等;硅酸盐是由硅酸盐基本结构组成的材料,如石英、蛋白石等;氮化物是由氮元素和其他元素形成的化合物,如氮化硼、氮化硅等;碳化物是由碳元素和其他元素形成的化合物,如碳化硅、碳化钛等。

这些材料在不同领域具有各自独特的应用价值。

其次,我们来探讨一下无机非金属材料的特性。

无机非金属材料通常具有高硬度、高熔点、良好的耐磨损性和耐腐蚀性。

例如,氧化铝具有很高的硬度和耐磨损性,常用于制作研磨材料和耐火材料;硅酸盐材料具有良好的绝缘性能和耐高温性能,常用于制作陶瓷、玻璃等产品;氮化硅具有高硬度和耐高温性能,常用于制作刀具、陶瓷材料等。

这些特性使得无机非金属材料在工业生产中发挥着重要作用。

此外,无机非金属材料还具有一些其他特点。

例如,它们通常具有较好的化学稳定性和热稳定性,能够在恶劣的环境条件下保持良好的性能;同时,它们的导热性和导电性相对较差,适合用作绝缘材料或者耐高温材料。

此外,无机非金属材料的成本相对较低,生产工艺相对简单,因此在工业生产中具有一定的竞争优势。

最后,我们来谈谈无机非金属材料的应用领域。

无机非金属材料广泛应用于陶瓷、建筑材料、电子材料、耐火材料、刀具材料等领域。

例如,陶瓷材料常用于制作陶瓷器、瓷砖、陶瓷工艺品等;建筑材料中的硅酸盐材料常用于制作玻璃、水泥、陶瓷砖等;电子材料中的氮化硼常用于制作半导体材料、光学玻璃等;耐火材料中的氧化铝常用于制作耐火砖、耐火涂料等;刀具材料中的碳化硅常用于制作陶瓷刀、砂轮等。

【精品】无机非金属重要知识点

【精品】无机非金属重要知识点

【精品】无机非金属重要知识点
无机非金属是指不含金属元素的化合物或物质。

下面是一些无机非金属的重要知识点:
1. 硫(S):硫是一种常见的无机非金属元素,常以硫矿石的
形式存在。

硫常用于生产硫酸和硫酸盐等化合物,也用于制取硫酸铜(CuSO4)和硫酸氢钠(NaHSO4)等。

2. 氯(Cl):氯是一种常见的无机非金属元素,常以盐酸和氯化物的形式存在。

氯有很强的氧化性,在工业上常用于漂白剂、消毒剂和制取氯化铁(FeCl3)等。

3. 氧(O):氧是地球上最常见的元素之一,常以氧气(O2)的形式存在。

氧在生命中起着至关重要的作用,是各种物质的氧化剂。

4. 氮(N):氮是地球大气中的主要成分之一,常以氮气(N2)的形式存在。

氮在农业中起着重要作用,常用于合成肥料和爆炸物等。

5. 磷(P):磷是地球上常见的元素之一,常以磷酸盐的形式
存在。

磷在生物体中起着重要的作用,是核酸、脂肪和骨骼等的组成成分。

6. 硅(Si):硅是地壳中的主要成分之一,常以二氧化硅(SiO2)的形式存在。

硅是制造玻璃、陶瓷和电子器件等重要材料的主要原料。

7. 氟(F):氟是一种强氧化剂,常以氟化物的形式存在。

氟常用于制取氟化钠(NaF)和氟化铝(AlF3)等。

8. 硝酸(HNO3):硝酸是一种无机酸,常用作化学试剂和肥料等。

硝酸可以和金属反应生成相应的盐类。

无机非金属材料复习提纲

无机非金属材料复习提纲

1.什么是无机非金属材料:由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、等原料和〔或〕氧化物、氮化物、碳化物等原料经一定的工艺制备而成的材料,是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称,与广义的陶瓷材料有等同的含义。

陶瓷,玻璃,水泥,耐火材料2.无机非金属材料构造中,主要含有离子键、共价键和既含离子键又含共价键的混合价键。

离子键:由正、负离子依靠静电库仑力而产生的键合无方向性无饱和性共价键:原子之间通过共用电子对或通过电子云有饱和性有方向性3.NaCl型构造:阴、阳离子以离子键结合,为离子晶体。

Cl-按立方最严密堆积方式堆积,Na+充填于全部八面体空隙中,八面体之间共棱〔共用两个顶点〕连接,阴、阳离子配位数均为6。

4.CsCl型构造.:立方晶系,Z=1,立方原始格子,Cl-处于立方原始格子的八个角顶上,Cs+位于立方体中心〔立方体空隙〕, Cl-和Cs+的均为8。

CsBr、CsI、NH4Cl等5.CaF2〔萤石〕型构造:Ca2+作立方严密堆积,F-充填于全部四面体空隙,八面体空隙全部空着,因此在八个F-之间存在有较大的空洞,为F-的扩散提供条件。

BaF2、PbF2等6.硅酸盐表示法:氧化物方法:即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来,先是1价的碱金属氧化物,其次是2价、3价的金属氧化物,最后是SiO2。

例如,钾长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2;无机络盐表示法:把构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来,再把相关的络阴离子用 [ ]括起来。

先是1价、2价的金属离子,其次是Al3+和Si4+,最后是O2-或OH—。

如钾长石为 K[AlSi3O8]。

7.硅酸盐构造根本特点:〔1〕构成硅酸盐晶体的根本构造单元[SiO4]四面体。

Si-O-Si键是一条夹角不等的折线,一般在145o左右。

〔2〕[SiO4]四面体的每个顶点,即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。

非金属知识点总结

非金属知识点总结

第四章非金属及其化合物知识点总结一.硅1.相关反应Si物理性质晶体硅:灰黑色固体、金属光泽熔点高、硬而脆化学性质与非金属反应Si + O2△SiO2与氢氟酸反应Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑与强碱溶液反应Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑粗硅工业制取SiO2+ 2C高温Si + 2CO↑SiO2物理性质熔点高、硬度大、纯净的晶体俗称水晶化学性质与氢氟酸反应SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O与强碱溶液反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O与盐反应SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3高温CaSiO3 + CO2↑H2SiO3物理性质白色沉淀化学性质与强碱溶液反应H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 +2H2O 加热H2SiO3△H2O + SiO2实验室制取原理Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓+ 2NaCl2.三大传统无机非金属材料 二.氯1.Cl 2性质2.新制氯水成分 分子:H 2O HClO Cl 2 离子:H + Cl - ClO - OH - 久置氯水成分 分子:H 2O 离子:H + Cl - OH -水泥玻璃陶瓷 原料 石灰石 黏土 纯碱、石灰石、石英(过量) 黏土 设备 水泥回转窑玻璃窑原理 复杂的物理化学变化SiO 2 + Na 2CO 3 高温Na 2SiO 3 + CO 2↑SiO 2 + CaCO 3 高温CaSiO 3 + CO 2↑成分 硅酸二钙2CaO·SiO 2硅酸三钙3CaO·SiO 2铝酸二钙3CaO·Al 2O 3 Na 2SiO 3 CaSiO 3 SiO 2特点 水硬性无固定熔点、沸点物理性质黄绿色气体、密度大于空气、1:2溶于水、有毒化 学性 质与非金属反应 Cl 2 + H 2 光照或点燃 2HCl与金属反应 Cl 2 + 2Na 点燃2NaCl 、Cl 2 + Cu △ CuCl 2 、3Cl 2 + 2Fe △2FeCl 3 (Cl 2与金属反应生成高价金属氯化物)与H 2O 反应 Cl 2的水溶液叫氯水,溶解的Cl 2中有少量与水反应 Cl 2 + H 2O = HCl + HClO 与碱溶液反应Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2O 2Cl 2 + 2Ca(OH)2 = CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O与盐溶液反应 Cl 2 + Na 2SO 3 + H 2O = 2HCl + Na 2SO 4 Cl 2 + 2KI = I 2 + 2KCl实验室制取原理MnO 2 + 4HCl(浓) △MnCl 2 + Cl 2↑+2H 2O2KMnO 4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2↑+ 8H 2ONaCl O + 2HCl = NaCl + Cl 2↑+ H 2O ( 离子方程式: Cl O -+ 2H + + Cl - = Cl 2↑+ H 2O )3.实验室如何制取纯净的氯气制取原理:MnO2 + 4HCl(浓) △MnCl2 + Cl2↑+2H2O 气体成分:Cl2 (HC l、H2O)操作顺序仪器中盛装的药品各试剂的作用应出现的现象①先通入饱和食盐水除去HC l有晶体析出(NaCl)②再通入浓H2SO4除去H2O4.漂白粉①制法:2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O ②有效成分:Ca(ClO)2成分:CaCl2和Ca(ClO)2③漂白原理:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓+ 2HClO (在溶液中)漂白慢Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO 漂白快④久置失效发生的反应:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3+ 2HClO2HClO光照或加热2HCl + O2↑5.Br2、I2在不同溶剂中的颜色水苯或汽油四氯化碳Br2黄~橙橙~橙红橙~橙红I2深黄~褐淡紫~紫红紫~深紫6.置换反应Cl2 + 2NaBr = Br2+ 2NaCl Br2 + 2KI = I2 + 2KBr ∴氧化性Cl2 >Br2 >I27.I2遇淀粉溶液后,溶液呈蓝色 I- 氧化剂——————→I2三.氮1.氮的氧化物NO:无色气体、有毒(同CO)、难溶与水2NO + O2 = 2NO2NO2:红棕色气体、有毒、与水反应3NO2 + 2H2O = 2HNO3 + NO 2.有关NO与O2或NO2与O2混合通入水中,液面上升一定高度时用的方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO+ 3O2 + 2H2O = 4HNO33.硝酸物理性质无色液体、有刺激性气味、能以任意比溶于水化学性质酸的通性强氧化性与金属氧化物3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O与金属3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO↑+ 4H2OCu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 +2NO2↑+ 2H2O与非金属C + 4HNO3(浓) △CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O不稳定性4HNO3光照或加热4NO2↑+ O2↑+ H2O4.氨( NH3 )物理性质无色气体、有刺激性气味、密度小于空气、1:700溶于水化学性质与H2O NH3 + H2O NH3·H2O NH4++ OH-与酸NH3 + HCl = NH4Cl氨的催化氧化4NH3 + 5O2催化剂加热4NO + 6H2O实验室制取原理NH4+ + OH-△NH3↑+ H2O2NH4Cl +Ca(OH )2△2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O5.实验室制取干燥NH3的方法:制取原理:2NH4Cl +Ca(OH )2△2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O气体成分:NH3(H2O )除水用试剂:碱石灰(不用浓H2SO4 、CaCl2原因是:2NH3+ H2SO4= (NH4)2SO4 CaCl2 + 8NH3 = CaCl2·8NH3 )6.受热易分解NH3·H2O △NH3↑+ H2O NH4HCO3 △NH3↑+ CO2↑+ H2O7.氨水中的微粒分子:H2O NH3·H2O NH3 离子:NH4+H+ OH- 四.硫1.SO2的性质物理性质无色气体、有刺激性气味、有毒、1:40溶于水、密度大于空气化学性质与H2O SO2 + H2O = H2SO3与碱溶液先:SO2 +2NaOH = Na2SO3+H2O后:SO2 + Na2SO3 + H2O = 2NaHSO3SO2过量时总反应:SO2 + NaOH =NaHSO3与盐溶液SO2 + Na2CO3 = CO2+ Na2SO3(SO2不过量时)与氯水SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HClH2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl漂白性SO2能使品红溶液(有机色质)褪色(生成了不稳定的无色物质),但加热褪色后的无色溶液,又恢复为原来的红色(不稳定的无色物质分解复原)实验室制法Na2SO3 +H2SO4(浓) = Na2SO4 + SO2↑+ H2O2.H2S物理性质无色气体、剧毒、有臭鸡蛋气味、1:2.6溶于水、密度大于空气化学性质与浓H2SO4H2S + H2SO4(浓)= S↓+ SO2 + 2H2O与碱溶液先H2S + NaOH= NaHS + H2O; 后NaHS + NaOH = Na2S + H2O. 总反应: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O与盐溶液H2S + Cu2+= CuS↓+ 2H+2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H+与氯水H2S +Cl2 = S↓+ 2H+ + 2Cl-与氧化剂H2S氧化剂——————→S↓实验室制法FeS+ 2H+ =H2S↑+ Fe2+4.实验室制取H2S、HBr、HI不能用H2SO4(浓)原因:H2S + H2SO4(浓)= S↓ + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(浓)= Br2 + SO2 + 2H2O2HI + H2SO4(浓)= I2 + SO2 + 2H2O应该用:H2SO4 ( 1:1体积比) 或浓H3PO4(它们氧化性弱,不会氧化H2S、HBr、HI)5.浓H2SO4物理性无色油状液体、常用浓H2SO4为:98.3%、1.84g/cm3 、C=18.4 mol/L 、沸点338℃、质难挥发化学性质吸水性H2SO4 + nH2O = H2SO4· n H2O脱水性C12H22O11浓硫酸12C + 11H2O强氧化性与金属反应Cu + 2H2SO4 (浓) △CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 与非金属反应 C + 2H2SO4(浓)△CO2 ↑+ 2SO2↑+ 2H2O 与化合物反应H2S + H2SO4(浓)= S↓ + SO2 + 2H2O2HBr + H2SO4(浓)= Br2 + SO2 + 2H2O6.浓H2SO4与蔗糖混合后的现象及原理①现象:白色蔗糖→黑色→体积膨胀、并放出有刺激性气味的气体、酸雾②原理:C12H22O11浓硫酸12C + 11H2O H2SO4 + nH2O = H2SO4·nH2O ( 放热)7. 漂白化学漂白:①永久漂白:Na2O2HClO O3→强氧化剂、发生氧化还原反应、不可逆②暂时漂白:SO2→化合成不稳定无色物质、非氧化还原反应、可逆物理吸附:活性炭8.用Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2↑+ H2O 原理制取的SO2中含有HCl 和H2O,如何去:操作顺序仪器中盛装的药品各试剂的作用①先通入饱和NaHSO3溶液除去HC l的同时生成SO2 (NaHSO3 + HCl = Na Cl + SO2↑+ H2O)(不通入H2O除去HC l的原因:SO2也以1:40 溶于H2O )(不通入饱和Na2SO3溶液的原因:Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3)②再通入浓H2SO4除去H2O。

高一无机非金属材料知识点

高一无机非金属材料知识点

高一无机非金属材料知识点无机非金属材料是指由非金属元素组成的材料,在化学中占据重要地位。

它们具有多种性质和广泛的应用领域。

本文将介绍高一无机非金属材料的相关知识点。

一、无机非金属材料的分类根据无机非金属材料的结构和性质,可以将其分为以下几类:1. 陶瓷材料:陶瓷材料是由金属和非金属元素形成的化合物,具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。

常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦等。

2. 玻璃材料:玻璃材料主要由硅酸盐类化合物形成,具有透明、硬度高、不导电等特点。

常见的玻璃材料有玻璃器皿、建筑玻璃等。

3. 聚合物材料:聚合物材料是由大量的有机高分子化合物构成,具有轻质、耐腐蚀和良好的绝缘性能。

常见的聚合物材料包括塑料、橡胶等。

4. 硅酸盐材料:硅酸盐材料是以硅酸盐为主要成分,具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。

常见的硅酸盐材料有陶瓷、水泥等。

二、无机非金属材料的性质与应用1. 硬度:无机非金属材料常具有较高的硬度,使它们适用于制作耐磨损的工具和材料。

例如,陶瓷刀具和砖瓦在建筑和工业领域中得到广泛应用。

2. 导电性:无机非金属材料通常是电绝缘体或半导体,使其在电子技术和绝缘材料方面具有重要应用。

例如,玻璃纤维用于电子元件的绝缘层,聚合物材料用于电线绝缘。

3. 耐高温性:由于无机非金属材料的高熔点和热稳定性,它们在高温环境下表现出良好的性能。

例如,耐火陶瓷用于高温窑炉和航空航天领域。

4. 制备工艺:无机非金属材料的制备方法多样,可以通过烧结、熔融、溶胶-凝胶法等方式进行。

这种多样性为其在不同行业中的应用提供了便利。

三、无机非金属材料的环境影响与可持续发展无机非金属材料的生产和应用对环境有一定的影响,例如陶瓷和玻璃的生产需要大量的能源和资源。

为了实现可持续发展,需要采取一系列措施,例如提高材料利用率、发展绿色制备技术和推广回收利用。

结语:无机非金属材料作为重要的化学材料,对人类社会的发展做出了重要贡献。

通过深入了解无机非金属材料的分类、性质和应用,我们可以更好地利用这些材料来满足人们的需求,同时注重环境保护和可持续发展。

无机非金属材料知识点总结

无机非金属材料知识点总结

无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指除了金属和有机材料之外的一类材料,它们主要由无机化合物组成。

无机非金属材料具有很多特殊的性质和应用,以下是对无机非金属材料的一些重要知识点的总结。

一、无机非金属材料的分类无机非金属材料可以分为陶瓷材料、玻璃材料和复合材料三大类。

1. 陶瓷材料:陶瓷材料是由氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等无机化合物构成的。

陶瓷材料具有高硬度、高抗磨损性、高耐高温性等特点,广泛应用于制陶、建筑、电子、化工等领域。

2. 玻璃材料:玻璃材料是由二氧化硅、碳酸盐等无机化合物构成的非晶态材料。

玻璃材料具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点,广泛应用于建筑、光学、电子等领域。

3. 复合材料:复合材料是由两种或两种以上不同性质的无机非金属材料组成的。

复合材料具有优异的力学性能、热性能和化学性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

二、无机非金属材料的性质和应用无机非金属材料具有多种特殊的性质和应用,下面列举其中几个重要的方面。

1. 物理性质:无机非金属材料具有高熔点、高硬度、低导电性、低热膨胀系数等特点。

这些性质使得无机非金属材料在高温环境下具有优异的性能,适用于高温设备、耐磨材料等领域。

2. 化学性质:无机非金属材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。

例如,陶瓷材料可以在强酸、强碱等腐蚀性介质中长期稳定使用,玻璃材料也具有较好的耐酸碱性能。

3. 光学性质:无机非金属材料具有良好的光学性能。

玻璃材料具有优异的透明性,可以用于制造光学仪器、光纤等产品。

此外,无机非金属材料还具有较好的折射率、反射率等光学性质,广泛应用于光学镜片、光学纤维等领域。

4. 热性质:无机非金属材料具有较好的耐热性能。

陶瓷材料能够在高温下保持稳定性能,广泛应用于高温炉窑、耐火材料等领域。

5. 电性质:无机非金属材料具有较好的绝缘性能。

陶瓷材料、玻璃材料等在电子器件中被广泛应用,可以用作绝缘基材、电介质等。

三、无机非金属材料的制备方法无机非金属材料的制备方法多种多样,下面介绍几种常见的制备方法。

无机非金属材料物理化学知识点整理

无机非金属材料物理化学知识点整理

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:“在离子晶体中,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 ,则负离子电荷数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[MgO6]八面体所隔开。

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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。

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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:“在离子晶体中,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 ,则负离子电荷数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[MgO6]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[[Si2O7]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) 1.AX 型 2.AX 2型 3.A 2X 3型4.AX 3和A 2X 5型5.ABO 3型6.ABO 4型7.AB 2O 4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:VVM —— 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 个电子留在了原处,这时电子被束缚在空位上称为附加电子,所以空位带有 2 个有效负电荷,写成 正离子空位如果 X2- 离开格点形成空位,将获得的2 个电子一起带走,则空位上附加了 2个电子空穴,所以负离子空位上带有 2 个有效正电荷,写成 。

''M V ••XV 'M ''M 2e V V +=•••+=2hV V X X② 填隙原子:Mi —— M 原子处在间隙位置上 Xi —— X 原子处在间隙位置上 如 Ca 填隙在 MgO 晶格中写作 Cai ③ 错放位置:MX 表示 M 原子被错放在X 位置上 ④ 溶质原子:LM 表示 L 溶质处在 M 位置 SX 表示 S 溶质处在 X 位置例如Ca 取代了MgO 晶格中的Mg 写作CaMg ⑤ 自由电子 e ' 及电子空穴 h •: 存在于强离子性材料中,电子并不一定属于某一个特定位置的原子,可以在晶体中运动。

在某些缺陷上缺少电子,这就是电子空穴,也不属于某一个特定的原子所有,也不固定在某个特定的原子位置。

⑥ 带电缺陷:不同价离子之间的替代就出现带电缺陷,如 Ca2+ 取代 Na+ 形成 Ca2+ 取代 Zr4+ 形成 ⑦ 缔合中心:一个带电的点缺陷与另一个带相反电荷的点缺陷相互缔合形成一组或一群新的缺陷,它不是原来两种缺陷的中和消失,这种新缺陷用缔合的缺陷放在括号内表示。

缔合中心是一种新的缺陷,并使缺陷总浓度增加。

出现过的考试题:假设MX 为二价离子组成的化合物晶体,写出缺陷1、2、3、4、5、6、7、8的符号二、缺陷反应方程式: 遵循规则 1.质量平衡:①缺陷方程的两边必须保持质量平衡②缺陷符号的下标只是表示缺陷位置,对质量平衡没有作用 ③V M 为 M 位置上的空位,不存在质量。

''Zr Ca )V (V V V Cl 'Na Cl 'Na ••=+2.电荷守恒:①在缺陷反应前后晶体必须保持电中性②缺陷反应式两边必须具有相同数目总有效电荷 例:TiO2在还原气氛中形成TiO 2-x (期末考试考过) 以上方程都为正解三、点缺陷的化学平衡 1. 弗伦克尔缺陷晶格离子 + 未被占据的间隙位置=间隙离子 + 空位 当缺陷浓度很小时,[V i ] ≈ [Ag Ag ] ≈ 12. 肖特基缺陷分子式形如CaF 2第三节:固溶体(Solid solution ) 一、判断连续固溶体的形成条件。

(重点) (1)质点尺寸因素 —— 决定性因素。

从晶体结构的稳定观点来看,相互替代的质点尺寸愈接近,则固溶体愈稳定,其固溶量将愈大。

∆经验证明:• 当∆<15%时,溶质和溶剂之间有可能形成连续固溶体;• 当∆=15~30%之间时,溶质和溶剂之间可以形成有限固溶体;• 当∆>30%时,溶质和溶剂之间不生成固溶体,仅在高温下有少量固溶。

(2)晶体结构类型• 连续固溶体必要条件:具有相同的晶体结构(不是充分条件)• 晶体结构不同,最多只能形成有限型固溶体(满足尺寸条件前提下)(3)电价因素• 连续固溶体必要条件:原子价(或离子价)相同;多组元复合取代总价 数相等,电中性。

不是充分条件。

↑+++=••2O O 'Ti 2O 213O V 2Ti 2TiO ↑+++=+••2O O 'Ti O Ti O 213O V 2Ti 4O 2Ti ↑++=+••2O 'Ti O Ti O 21V 2Ti O 2Ti ↑++=••2O 'O O 21V 2e O 'Agi i Ag V Ag V Ag +=+•F i Ag 'Ag i ]][V [Ag ]][V [Ag K =•F 'Ag i ]][V [Ag K =•][V ][Ag 'Ag i =•)/exp(f 0F kT G K K ∆-=)2/exp(][Ag f 0i kT G K ∆-=•S S O ''Mg O Mg O Mg V V O Mg +++=+••••+=O''Mg V V 0)/exp(f 20SkT G K K ∆-=)2/exp(][V f '02/1S O kT G K K ∆-==••)3/exp(][V f 0''Ca kT G K ∆-=)3/exp(2]2[V ][V f 0''Ca F kT G K ∆-==•121r r r -=•如果价态不同,则最多只能生成有限固溶体(满足尺寸条件前提下)(4)离子的外层电子构型和键性(5)电负性因素•电负性相近,有利于固溶体的生成•电负性差别大,倾向于生成化合物以± 0.4 作为边界条件(6)温度•虽是外因,对固溶体的形成有明显影响•四种类型:1. 阴离子缺位型(TiO2-x、ZrO2-x)2. 阳离子空位型(Fe1-x O、Cu2-x O)3. 阴离子间隙型(UO2+x)4. 阳离子填隙型(Zn1+x O、Cd1+x O)重点:典型物质的缺陷方程式及其化学平衡方程;氧浓度对化学平衡的影响;V 色心及F色心的含义“组分缺陷”意义:1.制造不同材料2.造成晶格畸变,晶格活化,有利于以扩散现象为基础的一系列高温过程,3.如固相反应、相转变和烧结过程等。

4.Al2O3中加1~2% TiO2,T烧↓300︒C5.ZrO2中加CaO 稳定剂,避免有害的体积效应,提高热稳定性6.ZrO2电解质材料:Y2O3 掺杂,成为阴离子导体。

三、固溶体的研究方法主要掌握课件上的例题计算方法。

第三章表面与界面第一节、概论(参考金属学相关内容就好)表面质点所处环境不同于内部质点,存在悬键或受力不均而处于较高能态,呈现一系列特殊的性质。

表面与界面可近似看作是材料中的二维缺陷。

引起熔点、沸点、蒸汽压、溶解度、吸附、润湿、化学活性、化学反应等方面的变化。

有关强度、韧性、导热、导电、介电、传感、腐蚀、氧化、催化、能量交换、摩擦磨损、光的吸收与反射等都与表面与界面特性密切相关。

●多晶材料的界面分为:同相界面:相同化学成分和晶体结构的晶粒间界面,如晶界、孪晶界、畴界等。

异相界面:不同化学成分和晶体结构的区域间界面,如同质异构体界面、异质异构体界面。

第二节、固体的表面1 表面驰豫、重构及双电层●理想表面:表面结构不变地延续到表面后中断,是理论上结构完整的二维点阵平面,忽略了热运动热扩散和热缺陷及表面的物理化学现象等。

●真实清洁表面:没有表面污染的实际表面。

二者有如下不同:■表面结构弛豫概念:表面晶体结构与体内基本相同,但点阵参数略有差异,特别表现在垂直方向上,称为法向弛豫,如下图所示。

原因:表面质点受力不对称。

可以波及几个质点层,越接近表层,变化越显著。

■表面结构重构表面晶体结构和体内出现了本质的不同。

重构常表现为表面超结构的出现,即两维晶胞的基矢按整数倍扩大。

重构表面示意图离子晶体表面双电层(重点)概念:在离子晶体表面上,作用力较大、极化率小的正离子处于稳定的晶格位置。

为降低表面能,各离子周围的互作用将尽量趋于对称,因而M+离子在周围质点作用下向晶体内靠拢,而易极化的X-离子受诱导极化偶极子的排斥而被推向外侧形成表面双电层。

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