元素化学与无机材料市公开课获奖课件

1、第六章 元素化学与无机材料第1页第1页 本章内容6.1 单质物理性质6.1.1 熔点、沸点、硬度和晶体结构6.1.2 导电性6.2 单质化学性质6.2.1 金属单质还原性6.2.2 非金属单质氧化还原性6.3 无机化合物物理性质6.3.1 卤化物熔点、沸点和离子极化理论6.3.2 氧化物熔点、沸点和硬度第2页第2页6.4 无机化合物化学性质6.4.1 氧化还原性6.4.2 酸碱性6.5 配位化合物6.5.1 配位化合物构成和结构6.5.2 配位化合物命名6.5.1 配合物及配位化学应用6.6 无机材料6.6.1 金属和合金材料6.6.2 无机非金属材料6.6.3 纳米材料和碳纳米管6.7 化学

2、元素与生命健康第3页第3页 本章重点1. 单质及化合物物性改变规律性及其与晶体结构关系2. 氧化物及其水合物酸碱性递变规律3. 氯化物水解普通规律4. 离子极化理论解释物质性质递变规律5. 配合物构成、命名、配离子解离平衡及平衡移动。第4页第4页晶体类型分子晶体离子晶体原子晶体金属晶体作用力分子间作用离子键共价键金属键决定原因范德华力氢键离子半径电荷原子半径空间构型原子半径有效电荷成键电子数6.1 单质物理性质单质物理性质主要与什么原因相关？与它们原子结构或晶体结构相关。单质物理性质最后可简化为：晶体类型所属、 分子量大小 或微粒半径大小（分子量大分子间作用强）（半径大化学键弱）半径、分子量、

3、晶体类型都有规律可循，因此，单质物理性质也应有一定规律性。第5页第5页主族元素晶体类型IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0 H2 分子H2 分子He分子Li金属Be金属B近原子C金刚石,原子 石墨,层状 N2 分子O2 分子F2 分子Ne分子Na金属Mg金属Al金属Si原子P分子,层状S分子,链状 Cl2 分子Ar分子K金属Ca金属Ga金属Ge原子As分子,层状Se分子,链状 Br2 分子Kr分子Rb金属Sr金属In金属Sn原子,金属Sb分子,层状Te链状I2 分子Xe分子Cs金属Ba金属Tl金属Pb金属Bi层状,近金属Po金属AtRn分子附表6.1 主族元素晶体类型第6页第6页6.1

4、.1 熔点、沸点和硬度半径递变规律： P218图5-13同族：由上到下，小大同周期：由左到右，大小（二三周期）； 大小大 小（四五六周期）； 典型金属晶体有效电荷数高金属晶体、 原子晶体分子晶体 熔沸点：低 高 低 硬 度：小 大 小 如：IA，典型金属，由上到下，物性减少；如：VIIA，分子晶体，由上到下，物性升高。单质熔点、沸点和硬度普通含有相同改变趋势，即熔点高，沸点普通也高，硬度也较大。第7页第7页1. 单质熔点图6.1 单质熔点(C)第8页第8页2. 单质沸点图6.2 单质沸点(C)第9页第9页3. 单质硬度图6.3 单质硬度(莫氏)第10页第10页IVB、VB、B熔沸点平均最高，硬

5、度最大熔、沸点最低：He熔点最高：石墨硬度最大：金刚石金属中：熔点最高：W熔点最低：Hg硬度最大：Cr延展性最好：Au第11页第11页6.1.2 单质导电性 位于P区斜对角线两边单质多是半导体导体半导体绝缘体 电导率（Sm-1） 1010 10-11 Na+ 阳离子以极化力为主。取决于电场强度，影响原因下列： 离子电荷：正电荷数越多，极化力越强。 Fe2+Fe3+第27页第27页离子变形性大小与离子结构相关，主要取决于： 电荷：随正电荷减少或负电荷增长，变形性增大。Si4+Al3+Mg2+Na+F-O2- 半径: 半径增大，变形性增大。F-Cl-Br-I-； O2-S2- 外层电子构型: 18

6、、917等电子构型离子变形性较大，含有2、8电子构型离子变形性小。K+Ag+ ； Ca2+MgCl2; Fe2O3FeCl3; CuOCuCl2 如氯化物相同理解即可，注意两点：第30页第30页6.4 无机化合物化学性质科学研究和实际工程中应用较多高锰酸钾、重铬酸钾、亚硝酸盐、过氧化氢为代表，简介氧化还原性、介质影响及产物普通规律。6.4.1 氧化还原性第31页第31页6.4.2 酸碱性1、氧化物及其水合物酸碱性：（a）同周期从左到右，碱性削弱，酸性增强 副族大体与主族改变趋势同，但较缓慢A A A A A A A K2O CaO Ga2O3 GeO2 As2O5 SeO3 Br2O7 KOH

7、 Ca(OH) Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4 强碱 中强碱 两性 两性 中强酸 强酸 强酸第32页第32页（b）同族：从上到下，酸性削弱碱性增强ZnO Zn(OH)2 两性CdO Cd(OH)2 两性偏碱HgO Hg(OH)2 碱性N2O3 HNO2 酸性P2O3 H3PO3 酸性 As2O3 H3AsO3 两性偏酸Sb2O3 Sb(OH)3 两性偏碱Bi2O3 Bi(OH)3 碱性（c）同一元素不同价态，高价态比低价态酸性强HClO HClO2 HClO3 HClO4 弱酸 中强酸 强酸 极强酸CrO Cr2O3 CrO3碱性 两性 酸性H2CrO4

8、 中强酸H2MoO4 弱酸H2WO4 弱酸第33页第33页Rn+电荷多少、半径大小Rn+电荷越多，半径越小，Rn+与O2-吸引力越强，易在处断键Rn+电荷越少，半径越大，Rn+与O2-吸引力越弱，易在处断键2、R-OH规则：I 碱式解离II 酸式解离以第三周期为例Na+ Mg2+ Al3+ Si4+ P5+ S6+NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 Si(OH)4 P(OH)5 S(OH)6 H3AlO3 H2SiO3H2O H3PO4H2O H2SO4H2OR(OH)n酸碱性，主要取决于第34页第34页 3氯化物与水作用（1）活泼金属氯化物：不水解。如：NaCl、KCl、BaCl2（2

9、）普通金属氯化物：分级水解，以一级水解为主。如：MgCl2、AlCl3、FeCl3、ZnCl2、CuCl2如：MgCl2 + H2O = Mg(OH)Cl + HCl 镁氧水泥成份（建筑材料、磨料、砂轮）水解程度：FeCl3FeCl2，AlCl3MgCl2（3）一些高价态金属氯化物：水解可进行到底。如：GeCl4+4H2O=Ge(OH)4+4HCl （ GeO2.2H2O-胶状沉淀） （4）多数非金属氯化物水解生成相应含氧酸。如：SiCl4、PCl3、 PCl5 （烟雾剂）如：SiCl4 + 3H2O = H2SiO3+ 4HCl（蘸氨水玻棒检查漏气）配制SnCl2水溶液：加适量盐酸、加少许锡

10、粒？ZnCl2浓溶液：清洗铁锈、电路板等？第35页第35页顺铂结构Cu2+NH3NH3H3NH3N6.5 配位化合物6.5.1 配位化合物构成和结构Cu(DABT)Cl2 (70K下列呈铁磁性质)配合物是由中心离子(或中心原子)通过配位键与配位体形成化合物。第36页第36页OCaOONONCOH2CH2CCH2CH2CCCH2CH2COOO第37页第37页1、简朴配合物：如：Ag(NH3)2Cl，Cu(H2O)4SO4，HAuCl4依据配位体不同，配合物分为三类：简朴配合物、特殊配合物（如螯合物、羰合物）内界（配离子）：Ag(NH3)2+、Cu(H2O)42+、AuCl4-外界：Cl-、SO4

11、2-、H+中心离子：Ag+、Cu2+、Au3+，位于配离子中心，金属及其离子均可作中心离子。配位体：NH3、H2O、Cl-配位原子：与中心离子直接结合原子，N、O、Cl配位数：配位原子数目。 普通为2、4、6；通常中心离子电荷越多，吸引配体能力越大，配位数越高。第38页第38页中心离子电荷： +1 +2 +3 +4常见配位数： 2 4 6 6单齿配体：每一个配位体只能提供一个配位原子配位体。如：F-、Cl-、Br-、I-、OH-(羟基)、SCN-(硫氰基)、CN- (氰基) 、H2O、NH3多齿配体：每一个配体含二个或二个以上配位原子配体。如：C2O42- 乙二胺 H2NCH2CH2NH2 乙

12、二胺四乙酸根（EDTA）离子：第39页第39页2、特殊配合物螯合物：由多齿配体配位形成环状结构配合物羰合物：中性金属原子为配位中心、CO为配体配合物Ni(CO)4 Fe(CO)5OCaOONONCOH2CH2CCH2CH2CCCH2CH2COOO第40页第40页（1）内外界间服从普通无机化合物命名原则：外界为复杂离子（SO42-、CO32-、Ac-）则叫某酸某；外界为简朴离子（Cl-、OH-、S2-）则叫某化某。配位体数目配位体合中心离子中心离子氧化值中心离子氧化值：中心离子后，罗马数字标明配位体数目：配位体前，二、三、四等标明（2）配离子命名顺序：如： K4Fe(CN)6 Ag(NH3)2C

13、l六氰合铁（）酸钾氯化二氨合银（I）3、配位化合物命名：第41页第41页不同配体之间用（中圆点）分开，配位体次序以下：先无机后有机；先负离子后中性分子；同类配位体，按配原子元素符号英文字母次序。（3）当配体不止一个时：如： Br-、Cl-、NH3、H2O、en顺序？第42页第42页CoCl(NH3)5Cl2 二氯化氯五氨合钴（）CoCl(NH3)2(H2O)2OH 氢氧化一氯二氨二水合钴（II）CoCl3(NH3)3 三氯三氨合钴（）KPtCl3(C2H4) 三氯(乙烯)合铂（）酸钾Cu(en)2SO4 硫酸二(乙二胺)合铜（） PtCl(NO2)(NH3)4CO3 碳酸氯硝基四氨合铂()第4

14、3页第43页Cr(NH3)3(H2O)Cl2OHFe(CO)5Na2Zn(OH)4氢氧化二氯三氨一水合铬（）五羰基合铁四羟基合锌（）酸二钠KPtCl3NH3三氯一氨合铂（）酸钾 写出下列物质分子式：第44页第44页 4、价键理论配合物中心离子（或原子）与配位体间化学键是配位键。基本要点：（1）中心离子（或原子）有空价电子轨道，可接受由配位体配位原子提供孤对电子，形成配位键（ML）CoNH3NH3NH3NH3NH33+NH3Co3+：3s23p63d6 (4s04p04d0)第45页第45页价电子轨道：(n-1)d ns np nd轨道 常见中心离子为d区、ds区离子：B B B B B B V

15、 Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Mo Tc Ru Rh Rd Ag Cd W Re Os Ir Pt Au Hg常见配原子：X、O、S、N常见配体：F-, Cl-, Br-, I-, OH-, SCN-, CN-, S2O32-， H2O, NH3第46页第46页Ag+：4s24p64d105s05p0（2）形成配合物时，中心离子所提供空轨道进行杂化，形成各种类型杂化轨道，从而使配合物含有一定空间构型。sp杂化 4d 5s5pFe3+：3d4d FeF63- 3d 4s4p4dsp3d2杂化3d54s04p04d0八面体型Ag(NH3)2+ 4d 5p第47页第47页配位数杂化轨道

16、 空间构型实例2sp 直线形Ag(NH3)2+, AuCl2-4sp3四周体形Zn(NH3)42+, Cu(CN)42-, HgI42-, Ni(CO)4dsp2平面四边形Ni(CN)42-, Cu(NH3)42+, AuCl4-, PtCl42-6d2sp3正八面体Fe(CN)63-, PtCl62-, Cr(CN)63-sp3d2FeF63-, Cr(NH3)63+, Ni(NH3)62+表6.6 配合物杂化轨道与空间构型第48页第48页Ag(NH3)2+Ni(CN)42-Zn(NH3)42+Co(NH3)63+第49页第49页Co(NH3)63+Co(en)33+第50页第50页6.5.

17、2 配离子解离平衡 (P127)1.配离子解离平衡配盐在水中充足解离：如：Ag(NH3)2Cl = Ag(NH3)2+ + Cl-配离子在水溶液中解离类似弱电解质：如：Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3其解离常数为：第51页第51页简化解离常数为：同一类型配离子：Ki越大，配离子越不稳定，Ki（K不稳）称为不稳定常数。 配离子生成反应：Ag+2NH3 Ag(NH3)2+ 其平衡常数：同一类型配离子： Kf越大，配离子越稳定。Kf 称为稳定常数。 Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3第52页第52页 Fe(SCN)63- Fe3+ + 6SCN- Kf = 103.17 （血红色） 加

18、入NaF： 平衡向生成更稳定配离子方向移动2. 配离子解离平衡移动+6F- FeF63- Kf =1014.31 (无色)Fe(SCN)63- + 6F- FeF63- + 6SCN- 生成更稳定配离子第53页第53页同类型配离子可据 Kf 或 Ki 来判断反应方向如： HgCl42- + 4I- HgI42- + 4Cl-Ki：8.5510-16 1.4810-30 Kf：1.171015 6.761029 平衡第54页第54页 生成难溶解物质Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3（深蓝）平衡加入Na2S： + S2- CuS（黑色）第55页第55页1. 离子定性鉴定 浓氨水鉴定Cu2

19、+ Cu(NH3)42+ （深蓝） KSCN鉴定Fe3Fe(SCN)2+ （血红） K3Fe(CN)6鉴定Fe2 Fe3Fe(CN)62 （滕氏蓝） K4Fe(CN)6鉴定Fe3 Fe4Fe(CN)63（普鲁士蓝） 丁二肟鉴定Ni2+鲜红色二(丁二肟)合镍内配盐6.5.3 配合物及配位化学应用第56页第56页2. 电镀工业方面电镀铜，不直接用CuSO4溶液作电镀液，而常加入配位剂焦磷酸钾(K2P2O7)，使形成Cu(P2O7)26-配离子。电镀液中存在下列平衡：Cu(P2O7)26 = Cu2+ 2P2O74Cu2+保持恒定低浓度水平，在镀件上Cu析出电势代数值减小，同时析出速率也可得到控制，

20、有助于得到较均匀、较光滑、附着力较好镀层。第57页第57页3. 冶金工业方面用适当配体溶液直接把金属从矿物中浸取出，再用适当还原剂将配合物还原为金属湿法冶金。如提金：4Au + 8CN- + 2H2O + O2 4Au(CN)2- + 4OH- 2Au(CN)2- + Zn 2Au + Zn(CN)42- 第58页第58页能进行光合作用叶绿素是大环Mg2+配合物；能输送O2血红素是Fe2卟啉配合物；Fe2+与CO生成更稳定配合物即煤气中毒；植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物；顺铂Pt(NH3)2Cl2含有抗癌作用；EDTA钙钠盐是排除人体内Hg、Pb、Cd等有毒金属和U、Th、Pu等放射性元素高效

21、解毒剂4. 生物医学方面Pb2+ + Ca(edta)2- = Pb(edta)2- + Ca2+ 解Pb中毒第59页第59页习题 : p312 12, 14, 16, 17, 3(2), 18, 19, 20第60页第60页 6.6 无机材料6.6.1金属和合金材料1. 轻质合金：由镁、铝、钛、锂等金属形成合金（1）铝合金: 铝中加入 Mg. Cu.Zn.Mn.Si （2）钛合金:钛中加入 Al. Cr.V Mn.Mo. Fe2.耐热合金：VBVIIB.VIII高熔点元素形成合金。 合金钢和硬质合金：d区金属含有熔点高、硬度大特点，它们作为合金元素加入碳钢制成合金钢。惯用钛、锆、钒、铌以及p

22、区铝、硅等。3. 低熔合金：惯用低熔金属及其合金有汞、锡、铅、铋等。4.金属电子材料：铜、铝及其合金 超导材料：Nb4Ge ; Y-Ba-Cu-O。第61页第61页第62页第62页第63页第63页5.形状记忆合金 形状记忆合金是近代新兴功效材料,用它制造零件变形后,通过一定温度,能够恢复先前形状,顾名思义被称作形状记忆合金 形状记忆合金特性可逆热弹性。 塑性形变是不可逆转永久性形变，而形记金属却能在发生塑性变形后，稍加温便象“记住”了自己原有形状而自动复原。其之因此有形状记忆功效，决定于其晶体内部含有特殊结构。形记合金不但含有奇异形状记忆功效，且含有强度高、刚度大、无磁性、耐腐蚀、生物相容性好

23、及低温柔韧等优良性能。因而含有许多特殊应用价值。 第64页第64页 形状记忆材料被誉为奇妙功效性材料，形状记忆合金研究、发觉至今为止已有十几种记忆合金体系。包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。而在这些合金系中，当前仅有Ti-Ni、Cu-Zn-Al及铁基合金得到广泛应用。 第65页第65页NiTi形状记忆合金：已广泛用于牙科、骨科和临床介入等。 比如形状记忆合金系列骨科器械。Cu-Zn-

24、Al形状记忆合金含Zn18.37%、Al 28%、余者为铜，含有形状记忆效应和伪弹性合金。Ti-Ni形状记忆合金其成份为 49-51at%Ni，Ti-Ni形状记忆合金含有很高塑性，含有较高记忆寿命，TiNi记忆合金还包括TiNi-Cu、TiNi-Co、TiNi-Fe和TiNi-Nb等含有较高实用价值记忆合金，其中Ti50Ni47Fe3合金是制造管接头等紧固件良好材料。 第66页第66页贵金属功效材料 (贵金属指性质稳定地壳中含量少，开采提取困难，故价格高，金、银、铂系) 贵金属功效材料，包括：（1）贵金属特种功效材料：贵金属复合材料、电子材料、测温材料、焊料、钎料、精密管棒材、电接触材料、铂合

25、金网；（2）贵金属信息功效材料：银粉、银浆，玻璃浆，金、铂浆，钌浆、银钯浆；（3）贵金属环境及催化功效材料：贵金属基础化合物、催化剂、催化传感材料等第67页第67页6.6.2 无机非金属材料 1、半导体材料：单质半导体Ge Si Se 化合物半导体 -族化合物 GaAs， -族化合物 ZnS、SeS2、低温材料： 冰、液氨、CS2、CCl43、保护气体： CO2、N2、Ar4、耐火材料： Si C、Si3N4、C（石墨）、 SiO2、MgO、Cr2O3第68页第68页5、耐热高强结构材料 ：SiC、BN、Si3N4氮化硅 硅和氮气在1300中反应合成，其主要反应： 3Si+2N2 = Si3N

26、4氮化硅基陶瓷（陶瓷是以多晶汇集体为基本结构无机非金属材料）具密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、地膨胀、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能，在航空、航天、电子、冶金、机械、石油、华工、能源、交通、电器等领域有着广泛应用前景。第69页第69页第70页第70页第71页第71页氮化硼氮化硼俗称白石墨，特性与石墨相同而质地洁白，存在两种晶型：六方与立方，但通常呈六方结构。在高温与超高压特殊条件下，可将六方结构晶型转化为立方晶型。粉末由硼、卤化硼或硼酸、硼砂、氧化硼和含氮盐类在氮气或氨气氛中反应合成。其主要反应式为：Na2B4O7 + NH4Cl + 2NH3= 4BN +

27、2NaCl + 7H2O第72页第72页氮化硼制品主要特性与用途：氮化硼，其粉末可作优良润滑剂与脱模剂，而陶瓷可用作熔炼蒸发金属坩埚、舟皿、液态金属输送管、火箭喷口，大功率器件底座，半导体元件掺杂源，以及各种高温（高压、高频）绝缘散热部件。而立方氮化硼则为近似于金刚石超硬材料。采用热压法制成氮化硼制品，在2或r气氛中最高使用温度高达，而无明显熔点。但在氧化气氛中稳定性差，使用温度仅在下列。氮化硼还含有诸多特殊性能，仅在耐火材料使用方面可用作高温热电偶保护管，熔炼金属器皿及宇宙航行中热屏蔽材料等。总之，氮化硼制品在未来高科技产品开发方面显示出辽阔前景。第73页第73页7.光导纤维光导纤维（简称“

28、光纤”）是一个能利用光全反射作用来传导光线透光度极高光学玻璃纤维。假如将许多根经过技术处理光纤绕在一起就制得我们常说光缆它能将光明暗光点明灭改变等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同透明材料经过特殊复合技术制成复合纤维。它基本类型是由实际起着导光作用芯材和能将光能闭合于芯材之中皮层组成。第74页第74页6.6.3纳米材料和碳纳米管纳米是什么? 纳米（nm）如同厘米、分米和米同样，是度量长度单位，一纳米等于十亿分之一 纳米科技(纳米技术)：在1100nm范围内研究原子、分子结构特性，通过直接操作和安排原子、分子，将其组装成具有特定功能和结构一门高新型技术和前沿科学。纳米材

29、料： 21世纪最有前程新型材料。第75页第75页纳米效应 纳米材料含有老式材料所不具备奇异或反常物理、化学特性，如原本导电铜到某一纳米级界线就不导电，本来绝缘二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界线时开始导电。这是由于纳米材料含有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占百分比大等特点 - 表面效应和体积效应第76页第76页纳米材料应用 纳米材料大体可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其它三类产品基础。纳米粉末： 又称为超微粉或超细粉，普通指粒度在100纳米下列粉末或颗粒，是一个介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态固体颗粒材料。可用

30、于：高密度磁统计材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。第77页第77页纳米纤维： 指直径为纳米尺度而长度较大线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机主要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。纳米膜： 纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小间隙薄膜。致密膜指膜层致密,但晶粒尺寸为纳米级薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气

31、处理）材料；过滤器材料；高密度磁统计材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。纳米块体： 是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。第78页第78页纳米碳管 纳米碳管(Carbon nanotube)是1991年才被发觉一个碳结构。抱负纳米碳管是由碳原子形成石墨烯片层卷成无缝、中空管体。石墨烯片层普通能够从一层到上百层，含有一层石墨烯片层称为单壁纳米碳管(Single walled carbon nanotube, SWNT)，多于一层则称为多壁纳米碳管( Multi-walled carbon nanotube, MWNT)。 SW

32、NT直径普通为16 nm，最小直径大约为0.5 nm，长度则可达几百纳米到几种微米。由于SWNT最小直径与富勒烯分子类似，故也有些人称其为巴基管或富勒管。MWNT层间距约为0.34纳米，直径在几种纳米到几十纳米，长度普通在微米量级，最长者可达数毫米。由于纳米碳管含有较大长径比，因此能够把其当作为准一维纳米材料。第79页第79页碳纳米管 碳纳米管既可作为最细导线被用在纳米电子学器件中,也能够被制成新一代量子器件,还可用作扫描隧道显微镜或原子力显微镜探针。尤其是碳纳米管顶端很锐,有助于电子发射,它可用做电子发射源,推动壁挂电视发展。第80页第80页第81页第81页第82页第82页6.7化学元素与生

33、命健康 6.7.1生命元素 跟自然界其它物质同样，人体也是由化学元素构成 ， 人体化学元素即生命元素 。到当前为止，人类已知112种元素，在我们身体中就能找到60余种， 依据其在人体内含量多少，可分为宏量元素( 其含量高于 人体体重 万分之一) 和微 量 元素或痕量元素(低于人体体重万分之一)两类。宏 量 元素是人体主要构成部分，是生命机体不可缺乏元素，宏量元素有11种， 占人体总量 99.95% 。 按含量从高到底排列为氧、碳、氢、钙、氮、磷、钾、硫、钠、氯和镁，其中: O（61%）、C（23%）、H（10%）、N（2.69%）、Ca（1.49%）、P（1.0%）,从元素周期表中排位来看，它

34、们都是原子序数20号以前轻元素 。 氧、碳、氢是构成人体各种器官主要元素；第83页第83页钙是骨骼形成主导元素，青少年发育期间常需补钙以增进骨骼正常生长，老年人常因缺钙而使骨骼变脆而容易折断；磷是构成卵磷脂关键元素，卵磷脂是脑思维活动中一个主要物质，是制约智力发展物质原因，氮是蛋白质、氨基酸里关键元素，人们通过食入蛋白质来补充所需元素微量元素含有明显营养作用和生理功效，是维持生物生长发育、生命活动及繁衍不可缺乏，如Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、F、I、Se、Si、N、Sn、Mo等14种元素。生命元素与健康 第84页第84页 宏量元素当然主要，微量元素也不可缺。现已查明，至少有10种元素在人体中不可没有，不然便会削弱人体抵抗能力出现相应病症。十种元素分别是铁、锌、铜、铬、锰、钴、氟、钼、碘和硒缺锌，孕妇就也许生下脊柱裂甚至无脑畸形儿，。锌与人生命攸关，因此被誉为“生命元素”。缺铁会使血液里血红蛋白含量偏低，造成血液携氧能力减少，脑供氧量不足，出现脸色苍白、身体虚弱缺铁性贫血症状；氟有助于牙釉形成,使用含氟牙膏有助于牙齿保健。假如缺碘则会引起“甲状腺肿大”，第85页第85页缺食盐中钠和氯则全身乏力，甚至出现“白毛男”和“白毛女”。铜元素，在机体运营中含有特殊作用，是机体内蛋白质和酶主要构成部分，许多主要酶需要铜元素参与和活化。有研究表明，营养性贫血、白癜风、骨质松脆和胃癌食