《现代大学化学》全册配套精品完整课件

《现代大学化学》全册配套精品完整课件ModernCollegeChemistry2现代大学化学

ModernCollegeChemistry

第一章

序言

Chapter1

Introduction

ModernCollegeChemistry31.1化学学科的起源与作用1.1.1化学学科的起源化学学科与数学、天文学一样古老，是人类在认识自然、改造自然的过程中而总结、完善起来的一门实验科学。在古代，化学的萌芽时期，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色。古人想要长生不老，出现了炼制长生不老药——丹砂(HgS)

。ModernCollegeChemistry4古人想要发财，出现了炼金——点石成金点石成金：想用廉价的金属，经过化学处理，得到贵重的金和银。将铜、铅、锡、铁熔化成合金，放入多硫化钙溶液中浸泡。在合金表面形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金。这样，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，从未达到过“点石成金”的目的。化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。

ModernCollegeChemistry51.1.2掌握一定化学知识的作用化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环保、医药卫生等方面都有密切的联系。如：利用化学合成药物，抑制了细菌和病毒，保障了人体健康，延长了人类寿命；农民使用农药和化肥，提高了粮食的产量；开发新能源、新材料，改善了我们的生存条件。不过，大规模生产和使用带来了许多化学品的释放，给我们的健康和环境带来了潜在的危害。如：ModernCollegeChemistry6空调、冰箱向大气中排放氟里昂,导致臭氧空洞,从而损害人体的免疫系统，增加皮肤癌的患病概率

；工矿企业燃煤、燃油，排放大量气体导致温室效应；为了使牛、羊多长肉、多产奶，人们注射了大量雌激素；为了让鱼虾迅速生长，添加了“催生”的激素饲料；

掌握一定的化学知识，不但可以提高个人素质，而且可以提高生活质量和健康水平，为社会做贡献。ModernCollegeChemistry71.1.3化学学科的内容化学(Chemistry)经典化学ClassicChemistry现代化学ModernChemistry无机化学物理化学分析化学有机化学生物化学药物化学日用化学材料化学环境化学……化学分析仪器分析结构化学量子化学其它元素化学核化学其它大气环境水环境其它有机高分子洗涤剂消炎药金属材料无机非金属化妆品其它其它镇痛药ModernCollegeChemistry81.2本课程的内容现代大学化学1-序言2-配位化学基础3-材料化学基础4-能源化学基础5-环境化学基础6-日用化学基础7-生命化学基础8-食品与营养化学9-药物化学基础ModernCollegeChemistry91.3本课程的任务和目的1.3.1通过本课程的学习，我们希望大家能够了解化学已经渗透到人类生活的每一个角落，影响到人们的衣食住行。人类生活离不开化学！了解课程所涉内容的基本原理和背景，正确解释和解决日常生活中所常见的化学现象和化学问题，拓宽知识面。1.3.2由于课时少，本课程只讨论作为一个大学生应该了解的化学知识；与日常生活有关的化学知识；本科起点的、现代化学知识；ModernCollegeChemistry101.4学时分配计划内容课内学时课外学时习题/思考题第1章序言100第2章配位化学基础544第3章材料化学基础444第4章能源化学基础344第5章环境化学基础344第6章日用化学基础444第7章生命化学基础444第8章营养化学基础444第9章药物化学基础444ModernCollegeChemistry111.5教学参考书王风云，夏明珠，雷武，现代大学化学，北京：化学工业出版社，2009曲保中,吴炳林,周伟红,新大学化学,北京:科学出版社,2003吴旦,刘萍,朱红主编,从化学的角度看世界,北京:化学工业出版社,20061.6考核成绩学生性质课堂表现作业情况小论文期末闭卷必修课10%10%-80%培优班10%10%-80%选修课30%-70%-ModernCollegeChemistry121.7联系方式主讲教师：王桂香

Mobile-mail:wanggx1028@163.comModernCollegeChemistry13“另行布置作业”和“课件”请进邮箱查收chemistry201309@163.com

密码：chemistry2023/1/1114第2章配位化学基础Chapter2CoordinationCompounds现代大学化学ModernCollegeChemistry2023/1/1115本章概要2.1配位化合物的基本概念

2.1.1配位键；2.1.2配合物的定义、组成与结构；

2.1.3配合物的分类；2.1.4配位数和影响配位数大小的因素；2.1.5配合物的命名2.2配合物的异构现象

2.2.1几何(立体)异构及几何异构体的命名；

2.2.2镜像异构(旋光异构)；2.2.3结构异构2.3配合物的空间构型2.4配合物的化学键理论

2.4.1几个相关的背景知识；2.4.2价键理论；

2.4.3晶体场理论；2.4.4化学光谱序2023/1/11162.5配合物的稳定性2.5.1配合物的稳定常数；2.5.2配合稳定常数的应用2.6配合物的应用2.6.1在分析化学中的应用；2.6.2在金属冶炼中的应用；2.6.3在电镀工业中的应用；2.6.4生命体中的配位化合物 复习：p35~p37；预习：p162~p181；：见附加题作业2023/1/1117历史上记载最早发现的配台物是1740年制得的普鲁士蓝Fe4[Fe(CN)6]3。1790年法国化学家又发现了配合物三氯化六氨合钴

[Co(NH3)6]C13。对经典化合价理论提出了尖锐挑战：化合价已经饱和的CoCl3和NH3为什么还能相互结合生成很稳定的“复杂化合物”?从这开始开创了配位化学的研究。

在众多的研究者中，影响较大的是瑞士化学家Werner韦尔纳，1893年，他首先提出这类化合物的正确化学式及配位理论。在配合物中引进副价的概念，提出元素在主价以外还有副价。如Co正价为+3，副价为+6。由于Werner对配位学说的杰出贡献，1913年获得Nobel化学奖，成为获得此项科学奖金的第一位无机化学家。2023/1/1118AlfredWerner

(1866~1919)阿尔弗雷德·维尔纳瑞士无机化学家，配位化学奠基人。1890年与A.R.汉奇一起提出氮的立体化学理论；1893年提出络合物的配位理论和配位数的概念；1893年提出化合价的副价概念；因创立配位化学而获得1913年Nobel化学奖。2023/1/11192.1

配位化合物的基本概念2.1.1配位键──一种新的成键类型（复习）

配位键：若A原子有成对的孤对电子，B原子有能量与之相近的空轨道，则B原子的空轨道接受A原子提供的孤对电子所形成的化学键称配位键。2023/1/11202.1.2配合物的定义、组成与结构

配合物的定义由配体与中心原子或离子，按一定的组成和空间构型相结合而成的化合物或离子称为配合物或配离子，早期称络合物（complexcompounds)。中心离子或原子：配合物中心离子或原子是配合物的核心,它们必须具有空的低能轨道，通常是金属(尤其是周期表中的过渡金属)离子或原子。配体：含有孤对电子的分子或离子均可作为配体的配位原子。2023/1/1121中心原子、配原子

在周期表中的分布绿色区域的原子能形成稳定的简单配合物和螯合物；黄色区域的原子能形成稳定的螯合物；蓝色区域的原子仅能生成少数螯合物和大环配合物；深红色区域的原子为常见配体。1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar19K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Sc35Br36Kr37Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe55Cs56Ba71Lu72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn87Fr88Ra103Lr104?105?106?107?108?109?110?2023/1/1122周期表中元素的性质s区d区p区周期1A2A3A4A5A6A7A8A1HHe2LiBe过渡金属（TransitionMetals）BCNOFNe3NaMg3B4B5B6B7B8B1B2BAlSiPSClAr4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr5RSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe6CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn7FrRaAcRfDbSgBhHsMtDsRgf区LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr2023/1/1123

配合物的结构

M（Metal）表示中心原子或离子，L（Ligand）表示配体，l

称为配体数(直接同核配位的配体数目)，X代表外界阴离子，K代表外界阳离子。配合物一般可表示为[M(L)l]如：[Ni(CO)4]；[PtCl4(en)][M(L)l]Xn[Ag(NH3)2]Cl；[Co(en)2Br2]ClKn[M(L)l]Na2[Sn(OH)6]；K3[Fe(CN)6][M(L)l]m+或[M(L)l]m-[Pt(NH3)4Cl2]2+；[Cu(CN)4]2-[Co(NH3)6]3+

(Cl-)3内界外界外界离子配体(位)数配位体配位原子中心离子2023/1/11242.1.3配合物的分类

按配体种类来分卤合配合物（以F-、Cl-、Br-、I-为配体）含氧配合物（如以H2O为配体）含氮配合物（如以NH3为配体）含碳配合物（如以CN-、CO为配体）其它（含硫、含磷；金属有机化合物等）

按配体分子中的配原子数目来分按配体分子中的配原子数目分有单齿配合物、多齿配合物与螯合物。2023/1/1125.1单齿配体若配体分子或离子中仅有一个原子可提供孤对电子，则只能与中心原子形成一个配位键，所形成的配体称为单齿配体。常见的单齿配体有卤离子（F-、Cl-、Br-、I-)、其它离子(CN-、SCN-、NO3-、NO2-、RCOO-)、中性分子（R3N、R3P、R2S、H2O、吡啶C5H5N）等。常见的配位原子有X,O,S,N,P,C。大体说来，卤离子为弱配体；以O、S、N为配原子的配体是中强配体；以C原子为配位原子配体是强配体。(电负性反映了元素吸电子能力大小，如：电负性F(3.98),O(3.44),N(3.04),C(2.55))

电负性与配体强弱成反比2023/1/1126两可配体：NO2-(硝基),ONO-(亚硝酸根),SCN-(硫氰酸根),SCN-(异硫氰酸根),CN-,CN-；同时连接两个以上中心原子的配体称为桥联配体。常见的桥联配体有：OH-,X-,O2-。.2多齿配体

若配体分子或离子中含有多个可提供孤对电子的配位原子，如果空间允许，则多个配位原子可同时配位给中心原子，所形成的环状结构配体称为多齿配体，4齿以上的配位化合物常称为螯合物(chelate)。2023/1/1127常见的多齿配体有：乙二胺(en),C2O42-,CO32-；二乙烯三胺；氮三乙酸；乙二胺三乙酸；等。常见的螯合配体有:乙二胺四乙酸二钠(EDTA);等。常见的大环配体有：冠醚，卟啉，卟吩，等。

常见配体的结构式：

碳酸根草酸根(ox)乙二胺(en)吡啶(py)

carbonateoxalate1,2-ethylenediamine

pyridine2023/1/1128

联二吡啶(bipy)1,10-菲罗啉(phen)二乙烯三胺(dien)bipyridinephenanthrolinediethylenetriamine

EDTA-Ni

(6齿、ON中强配体)

卟啉铁(Ⅱ)卟吩镁2023/1/1129

按核的数目分类单核配合物：只有一个核的配合物称为单核配合物。多核配合物：含有多个核的配合物称为多核配合物。2023/1/11302.1.4配位数和影响配位数大小的因素定义：直接同中心原子或离子配位的配位原子的数目称为该配合物的配位数。配位数的多少与中心原子、配体和环境等许多因素有关。在其它因素不变的情况下，有：配体相同时，中心原子的半径越大，可能的配位数越多；中心离子相同时，配体的体积越大，配位数越低；中心离子的价数越高，可能的配位数越多。当中心离子的价数分别为+1、+2、+3时，可能的配位数通常为2、4/6、6.如[AgI2]-(+1)、[AgI4]2-

(+2)2023/1/1131中心离子相同时，配体的负电荷增加时不利于形成高配位数的配合物。如[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-

配体的浓度越高，越易形成高配位数的配合物；溶液的温度越高，越难形成高配位数的配合物。2.1.5配合物的命名命名顺序：从后向前或从右向左；[Ni(CO)4]四羰基合镍

内、外界之间加“酸”或“化”分开；外界卤素X-用“化”分开；[Ag(NH3)2]Cl:氯化二氨合银(I)配体与中心离子（原子）之间加“合”分开；中心离子价数可紧跟中心离子后用罗马字母表示，并加上小括号；[Ag(NH3)2]Cl:氯化二氨合银(I)2023/1/1132配位体个数用中文一、二、三…表示；“一”可略；

[Cr(OH)3H2O(en)]三羟水乙二胺合铬(Ⅲ)如果配合物中有多种配位体，则它们的排列次序为：阴离子配体在前，中性分子配体在后；无机配体在前，有机配体在后。不同配位体的名称之间还要用中圆点“”分开。【例1】[Fe(CN)6]4-

六氰合铁(Ⅱ)配离子/六氰合亚铁配离子K4[Fe(CN)6] 六氰合铁(Ⅱ)酸钾/六氰合亚铁酸钾[Co(en)3]2(SO4)3

硫酸三(乙二胺)合钴(Ⅲ)[Cr(OH)3H2O(en)] 三羟水乙二胺合铬(Ⅲ)[Co(ONO)(NH3)5]SO4

硫酸亚硝酸根五氨合钴(III)[Cr(H2O)4Cl2]Cl &@#￡$%¶2023/1/1133

如果桥基以不同的配位原子与两个中心原子连接，则该桥基名称的后面加上配位原子的元素符号来标明。二(μ-氯)·二(二氯合铁)

桥基多核配合物的命名

在桥联基团或原子的前面冠以希腊字母-,并加圆点与配合物其它部分隔开。两个或多个桥联基团，用二(-)等表示；如2023/1/1134二(μ-羟)·μ-亚硝酸根(O·N)·六氨合二钴(Ⅲ)离子[Cu(NH3)4]2+铜氨配离子[Ag(NH3)2]2+银氨配离子K2[PtCl6]氯铂酸钾K3[Fe(CN)6]铁氰化钾（赤血盐）K4[Fe(CN)6]亚铁氰化钾（黄血盐）注意:某些配位化合物的习惯名称2023/1/1135配合物分子或离子的空间构型与配位数的多少密切相关。

直线形四面体平面正方形八面体配位数

246例2.2配合物的空间构型（杂化轨道理论）空间构型杂化类型

sp

sp3

dsp2或sp2dd2sp3或sp3d2

2023/1/1136例三角形四方锥三角双锥配位数

35空间构型杂化类型

sp2

d2sp2sp3d或dsp32023/1/11372.3配合物的异构现象化合物的分子式相同而结构、性质不同的现象称为同分异构现象。对于配合物来说，常见的异构现象有几何异构、旋光异构、结构异构(电离异构、水合异构、键合异构、配位异构)

等。2.3.1几何(立体)异构及几何异构体的命名多种配体在中心原子（离子）周围所处的相对位置不同而导致的异构现象称为配合物的几何异构。2023/1/1138

顺-反异构

同种配体处于相邻位置者称为顺式异构体，同种配体处于对角位置者称为反式异构体。

MA2B2类型的平面正方型配合物具有顺反异构体。如[Pt(NH3)2Cl2]。2023/1/1139MA2B4类型的四角双锥配合物也具有顺反异构体。如[Co(NH3)4Cl2]+配离子2023/1/1140

面-经异构MA3B3异构体中，若A、B两种配体各自连成互相平行的平面者称为面式异构体，反之若两平面互相垂直则称为经式异构体。2023/1/1141

镜像异构当两种化合物的组成和相对位置皆相同，但它们互为镜像关系，象左右手一样不能重合，这种异构称为手性异构或镜像异构。如丙氨酸，等。2.3.2镜像异构(旋光异构)2023/1/1142

旋光仪工作原理简介旋光仪构造示意图1.底座；2．度盘调节手轮；3．刻度盘；4．目镜；5．度盘游标；6．物镜；7．检偏镜；8．旋光管；9．石英片；10．起偏镜；11．会聚透镜；12．钠光灯光源2023/1/1143

若使偏正面逆时针旋转时则称为左旋(异构)体,反之称为右旋(异构)体，分别在冠名前加L和D表示。a.大于(或小于)零度视场b.零度视场c.小于(或大于)零度视场2023/1/1144【例2】MA2B2C2类型的化合物具有几种几何异构体？还有其它类型的异构体吗？三反式；三顺式；一反二顺式；一顺二反式？2023/1/11452.3.3结构异构电离异构（离子异构）

配合物中具有相同的分子式但不同的配位阴离子（因而水溶液中产生不同的离子）的配位化合物。如[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(NH3)5SO4]Br。

水合异构

分子式相同但水合数不同的配合物称为水合异构。如

[Cr(H2O)6]Cl3(紫色)，

[CrCl(H2O)5]Cl2H2O(亮绿色)，

[CrCl2(H2O)4]Cl2H2O(暗绿色)。

如何通过实验区分？2023/1/1146

键合异构

两可配体采用不同的配位原子与中心离子键合而成的不同配位化合物称为键合异构。如

[Co(NH3)5NO2]Cl2 (黄色) [Co(NH3)5(ONO)]Cl2 (红棕色)

配位异构

不同配体在不同中心离子间互换所形成的不同配位化合物称为配位异构。如

[Cr(NH3)6][Co(SCN)6] [Cr(SCN)6][Co(NH3)6] 2023/1/1147【例3】今有化学式为Co(NH3)4BrCO3的配合物。①画出全部立体异构体；②指出区分它们的实验方法。【解】中心离子的价数为+3，故应形成6配体配合物；

3种配体形成配合物的强弱次序是：Br-≤CO32-<NH3；

CO32-（O-CO-O）既可是单齿配体又可是双齿配体.

①Ⅰ

ⅡⅢ

②首先通过AgBr沉淀法确定第Ⅲ种异构体;然后再通过测定偶极矩区分Ⅰ和Ⅱ(Ⅰ的偶极矩更小).

偶极矩指正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积。方向规定为从负电荷中心指向正电荷中心。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。2023/1/11482.4配合物的化学键理论 解释配位键的理论有三种：价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。价键理论由L.C.Pauling提出并发展起来的,该理论认为中心离子提供与配位数相同数目的空价轨道，杂化后接受配位原子上的孤对电子而形成配位键。晶体场理论把配体看成点电荷或偶极子，由这些点电荷或偶极子形成一个特定的电场作用在中心原子的d轨道上，使轨道能量发生变化。分子轨道理论认为电子围绕整个配合物体系的分子轨道运动，是当前用得最广泛的理论。将该理论应用于配合物的特殊场合时称为配位场理论。2023/1/11492.4.1几个相关的背景知识

物质的磁性磁性：物质在磁场中表现出来的性质。根据磁学理论，物质的磁性大小可用磁矩表示，它与物质所含的未成对电子数n之间的关系可表为

=[n(n+2)]1/2

(B.M.)(玻尔磁子)

。顺磁性：被磁场吸引，使原磁场得到加强。n>0,µ>0。如O2,NO,NO2反磁性：被磁场排斥，使原磁场受到减弱。n=0,µ=0铁磁性：被磁场强烈吸引。如Fe,Co,Ni等。2023/1/1150

电子自旋配对能

洪特规则：电子在排布时，总是尽量分布在不同的等价轨道上，且自旋平行，才有利于降低体系的能量。

当两个自旋方向相反的电子配对进入同一轨道时需消耗一定的能量，称之为电子自旋配对能，记为P

(依赖于中心原子的轨道，P=15000cm-1~30000cm-1)。

2023/1/1151呈黑色呈白色呈橙色呈橙色全吸收全反射反射橙色吸收青色

可见光的互补色2023/1/1152吸收-补色对照表被吸收的波长<380380~435435~480480~490490~500500~560560~580580~595595~650650~780>780颜色紫外紫蓝绿蓝(青)蓝绿绿黄绿黄橙红红外观察到的颜色黄绿黄橙红紫红紫蓝绿蓝蓝绿2023/1/1153将可见光谱围成一个圆环,并分成九个区域,称之为颜色环。颜色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色，互称为补色。色光的特性：①互补色按一定的比例混合得到白光(如蓝+黄=白;青+橙=白;等);

②颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻甚至次近邻两侧的两种单色光混合复制出来(如黄+红=橙;红+绿=黄)；③如果在颜色环上选择三种独立的单色光,就可以按不同的比例混合成任何色调。这三种单色光称为三原色光;④三原色的选择是任意的、习惯性的，如光学中的三原色为红绿蓝;而颜料的三原色为红黄蓝;等。2023/1/1154

物质的显色机理电磁波谱与可见光收音机电视机手机微波炉取暖器可见消毒透视-探伤

2023/1/1155太阳光是白色光，当用某种方法从中除掉某些波长(400nm~800nm)的光后，就破坏了白光的构成比例，这时就显示出颜色；被除掉的光的组分(波长)不同，显示的颜色就不同，该组分去除得越彻底，显示的颜色就越深；当阳光照射到某一物质上时，可能发生吸收、透射和反射。如果物质完全吸收所有波长的光，则该物质显黑色；如果完全不吸收可见光且能透射则显无色(如石英、水等)；如果完全反射且表面光洁则闪闪发亮(如银镜等);如果完全反射且表面粗糙则为白色(如钛白粉等)。2023/1/1156全色光辐照完全吸收黑色完全不吸收选择性吸收彩色完全透射无色透明完全反射表面光滑闪亮表面粗燥白色2023/1/1157大多数物质对光的行为介于上述3种情况之间，即部分吸收、部分透射和部分反射。物质显示的颜色(视色)是白光中未被吸收的光的颜色。物质吸收的光的颜色与未被吸收的光的颜色之间的关系是互补关系，互称为互补色。物质的离子极化作用、电子的d-d

跃迁、f-f

跃迁、荷移跃迁、→*或n→*跃迁等都有可能引起物质颜色的变化，这些都是物质显色的重要原因。物质的电子跃迁具有选择性，即有些跃迁是允许的，而另一些跃迁是禁阻的。在选择性禁阻的情况下，物质的颜色可能很浅甚至不显色。2023/1/11582.4.2价键理论中心原子（或离子）M必须具有空的价轨道；配体L中的配原子必须具有孤对电子；当配体向中心原子接近时，根据配原子吸电子能力（即电负性）的不同，对中心原子的d轨道产生不同的影响，诱导中心原子采用不同的杂化方式；配体原子中的孤对电子轨道与中心原子的相应杂化空轨道重叠，形成配合物。2023/1/1159【例4】用价键理论讨论FeF63-和Fe(CN)63-的形成过程。d2sp3杂化CN-CN-CN-CN-CN-CN-F-F-F-F-F-F-sp3d2杂化高场强内轨型低自旋(低顺磁)高稳定低场强外轨型高自旋(高顺磁)低稳定Fe3+（3d54s04p04d0）价键理论的缺陷是无法描述配体对中心原子d轨道影响的本质，不能预料在具体配体情况下中心原子d轨道的杂化类型；无法解释配合物形成过程中的颜色变化问题。【解】2023/1/11602.4.3晶体场理论

晶体场理论的本质-静电作用力

晶体场理论认为，当配体逼近中心原子时便在中心原子周围形成了一个静电场(称为配位场或晶体场)，配体与中心原子（或离子）之间的相互作用力为静电作用力。因此晶体场理论在本质上就是静电相互作用理论。

配位场效应与晶体场分裂能

当配体逼近中心原子时便在中心原子周围形成了一个静电场，中心原子的d轨道在该场的作用下能级发生分裂，即原来能级相等的5个轨道分裂为几组能量不等的轨道。这种现象称为配位场效应。最高、最低轨道能量之差称为晶体场分裂能。2023/1/1161

在八面体型的配合物中，6个配位体分别占据八面体的6个顶点，由此产生的静电场叫做八面体场。八面体场中d轨道与配体间的作用：【例】

八面体场中中心离子d轨道的分裂2023/1/11622023/1/1163孤立原子d轨道

球形场

八面体场

八面体场中d

轨道能级分裂

不同构型的配合物中，配体所形成的配位场各不相同，因此d轨道的分裂方式也各不相同。2023/1/1164不同晶体场下d轨道的分裂能2023/1/1165

晶体场稳定化能ECFSE

ECFSE=ΣE分裂后各d电子能量-ΣE分裂前各d电子能量2.4.4化学光谱序晶体场分裂能o的大小取决于核与配体的种类。给定中心原子（或离子）晶体场分裂能的大小依赖于配位场的强弱（或配体的给电子能力），不同配体所产生的配位场强度次序为

I-<Br-<Cl-~SCN-<F-<OH-~RCOO-<ONO-<C2O42-<H2O<NCS-<EDTA<(py)~NH3<en<bipy~phen<NO2<CN-~CO

由于这种能力上的差异将导致配合物吸收光谱上的差异，因此通常又将上述顺序称为“化学光谱序”。2023/1/1166【例5】

d7构型金属在正八面体场中，当o=12000cm-1及o=31500cm-1时，电子构型、磁矩和颜色分别应怎样？

【解】如[Co(CN)6]4-如[Co(H2O)62+[Co(NH3)6]2+[Co(bipy)3]2+价键理论2023/1/1167

对正八面体场可以得到以下几点结论：对于d1~d3型的中心原子或离子，无论晶体场的强弱如何，均有空的(n-1)d轨道，均采用d2sp3型杂化方式，为内轨型。对于d8~d10型的中心原子或离子，无论晶体场的强弱如何，均没有空的(n-1)d轨道，均采用sp3d2型杂化方式，为外轨型。对于d4~d7型的中心原子或离子，强场配体（CN-,CO,NO2-,等）时采用d2sp3杂化为内轨型；弱场（X-,H2O,等）时采用sp3d2型杂化方式为外轨型。2023/1/11682.5配合物的稳定性

配合物的稳定性可以用配合物的稳定常数来表示。同样，配合物的不稳定性可以用配合物的不稳定常数来表示。2.5.1配合物的稳定常数配合物稳定常数即生成反应的平衡常数,记为K稳。配合物的离解过程的平衡常数称为配合物的不稳定常数，记为

K不稳。

M+L⇌MLK稳=[ML]/[M][L]；

ML⇌M+LK不稳=[M][L]/[ML]

K稳=1/K不稳2023/1/1169分级配位常数之间的相互关系配位步骤反应方程稳定常数K稳累积稳定常数β不稳定常数K不稳一级配位M+L⇌MLK稳1=[ML]/[M][L]β1=K稳1K不稳4=1/K稳1二级配位ML+L⇌ML2K稳2=[ML2]/[ML][L]β2=K稳1K稳2K不稳3=1/K稳2三级配位ML2+L⇌ML3K稳3=[ML3]/[ML2][L]β3=K稳1K稳2K稳3K不稳2=1/K稳3四级配位ML3+L⇌ML4K稳4=[ML4]/[ML3][L]β4=K稳1K稳2K稳3K稳4K不稳1=1/K稳42023/1/11702.5.2配合稳定常数的应用

判断配合反应进行的方向【例6】已知298.2K时[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-的稳定常数分别为1.67107和2.631018。判断反应[Ag(NH3)2]++2CN-=[Ag(CN)2]-+2NH3

进行的方向。【解】反应的平衡常数

K=[Ag(CN)2-][NH3]2/[Ag(NH3)2+][CN-]2

=[Ag(CN)2-][NH3]2[Ag+]/[Ag(NH3)2+][CN-]2[Ag+]

=K稳{[Ag(CN)2-]}/K稳{[Ag(NH3)2-]}

=2.631018/1.67107=5.81013

反应向右进行的趋势很大！

2023/1/1171

计算配合物存在的条件下难溶盐的溶解度【例7】已知298.2K时Ksp(AgCl)=1.810-10；K稳([Ag(NH3)2]+)=1.67107。问在该温度下保持[NH3]=1mol/L的溶液中AgCl

的溶解度是多少？欲在1L水中溶解0.1molAgCl，需向该1L溶液中加入多少molNH3?（计算中不考虑因NH3的加入引起水的体积的变化）【解】①AgCl==Ag++Cl- Ag++2NH3==Ag(NH3)2+

x-y

x

x-y1.0y

联立Ksp(AgCl)=x(x-y)及K稳([Ag(NH3)2]+)=y/[(x-y)12]

解得该温度下[NH3]1mol/L的溶液中AgCl的溶解度x=0.055mol/L ②由Ksp(AgCl)=0.1[Ag+][Ag+]=1.810-9mol/L

由K不稳([Ag(NH3)2]+)=(1.810-9){[NH3]0-2(0.1-1.810-9)}2/(0.1-1.810-9)

或K不稳([Ag(NH3)2]+)=(1.810-9){[NH3]0-20.1}2/0.1

解得[NH3]0=0.2+[0.1K不稳/1.810-9]1/2=2.02mol2023/1/11722.6配合物的应用2.6.1在分析化学中的应用离子鉴定离子分离：Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物2023/1/11732.6.2在金属冶炼中的应用2.6.3在电镀工业中的应用

电镀是金属离子在阴极表面被还原成金属析出的过程。若阴极表面金属离子的浓度过高，金属析出的速度过快，从而产生粗糙而松软的镀层；若速度慢，会形成均匀、致密、光洁的镀层，但是电镀效率很低。通过配合物的离解平衡来控制金属离子的浓度，从而可保证镀件的质量和电镀效率。

CN-配体具有很强的配位能力，一直被广泛应用于电镀中，电镀效果好，但是氰化物有剧毒，所以，人们还在探索合适的“无氰电镀工艺”。2023/1/11742.6.4生命体中的配位化合物

血红蛋白

H2O（蓝色）＋O2

血红蛋白

O2（鲜红色）＋H2O

煤气（含CO）及氰化物（含CN-）中毒的基本原理？

2.6.5医学中的配位化合物

乙二胺四乙酸二钠钙盐（EDTANa2-Ca？）已用作Pb2+、Hg2+等中毒的解毒剂,将人体中有害元素排出体外。顺式[Pt(NH3)2Cl2]具有抗癌作用，现已用作治癌药物。2023/1/1175EndofChapter22023/1/1176

离子键：电负性相差较大的金属元素与非金属元素分别变成具稳定的（8电子构型）正、负离子后，通过离子间的静电引力而形成分子。

共价键：电负性相近的原子中的未成对电子，可通过共享的方式配对成键。

离域键：自由电子分布在多个原子周围形成的一种位置不定的键，既无方向性又无饱和性，键能适中。金属键属于离域键。

电负性是描述元素吸电子能力大小参数。2023/1/1177

在形成分子的过程中，若干不同类型能量相近的原子轨道重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程称为杂化，所形成的新轨道叫做杂化轨道。杂化轨道理论例如：C(2s22p2)2s2p2s2p(CH4的空间构型为正四面体)2023/1/1178sp3(1)sp3杂化2023/1/1179(2)sp3d2杂化

SF6的几何构型为八面体sp3d2杂化S：3s23p4sp3d22023/1/1180第3章材料化学Chapter3MaterialChemistry现代大学化学ModernCollegeChemistry2023/1/1181我国当前注重发展的十个新领域电子与信息技术生物技术新型材料技术新能源与高效节能技术光-机-电一体化技术医药与医学工程技术环境保护技术航空航天技术地球、空间及海洋技术核应用技术2023/1/1182材料是科技进步的核心建筑、交通、能源、计算机、通信、多媒体、生物医学工程等，无一不依赖材料科学与技术的发展来实现和突破没有钢铁材料，就没有今天的高楼大厦没有专门为喷气发动机设计的材料，就没有靠飞机旅行的今天没有耐高温复合涂层材料，就没有人类探索外空的飞船没有固体微电子电路，就没有计算机2023/1/1183材料的分类按出现的先后:传统材料和新型材料按用途不同:结构材料和功能材料

按化学组成和特性不同:金属材料、无机非金属材料、

高分子材料和复合材料

结构材料:指以力学性能为基础，以制造受力构件所用材料.当然，其对物理或化学性能也有一定要求，如光泽、抗腐蚀、抗氧化等。

功能材料:指具有优良的电学、磁学、光学、热学、生物医学等功能，主要用来制造各种功能元器件。2023/1/1184本章概要3.1金属材料

3.1.1金属单质的物理化学性质;3.1.2钢铁;3.1.3铝及其合金;3.1.4铬,钛,锰;3.1.5合金;3.1.6金属结构材料3.2无机非金属材料

3.2.1水泥;3.2.2陶瓷材料;3.2.3玻璃

3.3纳米材料

3.4有机高分子材料

3.4.1有机高分子化合物（聚合物）的定义;3.4.2有机高分子化合物的合成;3.4.3有机高分子化合物的结构与性能;3.4.4一些重要的合成高分子聚合物3.5复合材料2023/1/1185复习：第09章（p162~p180）预习：第10章（p182~p196）：9.1；9.8；9.12；9.13

作业2023/1/11863.1金属材料（MetalicMaterial）3.1.1金属单质的物理化学性质

金属在周期表中的位置与金属性的大小HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRnFrRaAcRfDbSgBhHsMt2023/1/1187

金属的分类按颜色来分黑色金属（铁、锰、铬及其合金）有色金属（金、银、铜、铝，等）按密度来分轻金属（d<5g/cm3，如铝、钠、钾，等）重金属（d>5g/cm3，铜、铁、锌、铅，等）按丰度来分基本金属（铝、铁、钙、钠，等）稀有金属（含量少,分布散,发现晚,提取难）按稳定性来分活泼金属（铁、铝、钠、钙，等）贵金属（性质稳定,含量少,如金,银,铂,等）放射性金属（能自发衰变的金属,如镭,等）2023/1/1188

金属单质的物理性质导电性与导热性：由于金属原子的价电子的电离能较低，在外界环境（温度梯度、电场，等）的影响下，价电子可脱离原子，在晶格中自由运动，称为自由电子。自由电子是金属导热与导电的基础。延展性：金属的延展性与金属中化学键的类型与强度有关。金属中的化学键是金属键，属离域键。因此金属具有良好的延展性？。

(金属晶体受外力作用时，金属键瞬间发生断开，但自由电子随时补充形成金属键)2023/1/1189离子化合物，有无延展性？++－－++－－++－－++－－位错++－－++－－++－－++－－F离子晶体，受力时发生错位，使正正离子相切，负负离子相切，彼此排斥，离子键失去作用，故离子晶体无延展性。2023/1/1190

金属元素的化学性质

金属元素的化学性质很多。在此只讨论与材料应用有关的化学性质。金属与空气中氧的作用：金属的还原性越强，越易与氧作用。其与氧反应的剧烈程度与其金属性顺序一致:

mM+(n/2)O2

MmOn碱金属、碱土金属、Al、Zn、Fe等均易与氧反应；

Cr、Cu、Mo等与氧的反应速度较慢；Ti、Ag、Au、Pt等不与空气中的氧反应。

2023/1/1191钝化作用：如果所生成的氧化物均匀而致密，则可阻止金属与氧的进一步接触和氧化，对金属起到了保护作用，这个过程叫钝化。如Na、Al、Zn、Cr等的氧化物。金属与水的作用：许多金属（碱金属、碱土金属、Fe、Al、Zn等）都能与水发生不同程度的作用，生成相应的氢氧化物和氢气：M+nH2OM(OH)n+(n/2)H2(g)

如果所生成的氢氧化物均匀、致密且不溶于水，则可阻止金属与水的进一步接触和反应，对金属起到了保护作用。如Al、Zn等的氧化物。2023/1/1192

应用广泛的金属材料?2023/1/1193军事上离不开?F-18大黄蜂战斗机我军陆战王牌-99式主战坦克海军109驱逐舰中国九五式突击步枪2023/1/1194神五神六神七2023/1/1195我们的生活中也离不开？大桥汽车生活用品磁悬浮列车2023/1/1196

应用广泛的金属材料—钢铁、铝合金

2023/1/11973.1.2钢铁（Ironandsteel） 铁是一种有磁性和延展性的银白色金属。在地壳中的含量约为5%，居第4位。在室温下可与水反应；在潮湿空气中容易生锈，氧化物性脆、不致密。掺入杂质可改变其性能。铁在自然界的存在形式？2023/1/1198黄铁矿—FeS2（愚人金）磁铁矿—Fe3O4褐铁矿—2Fe2O3.3H2O菱铁矿—FeCO3赤铁矿—Fe2O3铁在自然界的存在：以氧化物、硫化物形式存在如何冶炼铁？2023/1/1199

钢铁的冶炼选矿：铁矿砂主要分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种。含铁量在60%以上的铁矿称为富铁矿。2023/1/11100炼铣：铁矿砂在高炉中提炼成铁的过程称为炼铣(铸铁)。炼铣时，自高炉上方将铁矿砂、焦炭、石灰石等交互投入，热风炉加热过的空气由高炉下部吹入，炉内焦炭燃烧生成CO2,达到1500℃高温，继续反应产生一氧化碳自炉中上升，并把铁矿砂还原成铁，杂质SiO2反应成CaSiO3

。

2023/1/11101高炉熔出的铣铁碳含量在3%以上，硅、磷、硫等不纯物多，产品既硬且脆。炼钢炼钢：炼钢是减低杂质含量并使材料具有强韧性质的过程。炼钢主要原理：在高温下用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转变为气体或炉渣除去。2023/1/11102炼钢原料：除铣铁、废钢外，还有去除不纯物用的熔剂(生石灰、萤石、脱氧剂合金铁)等，使钢的品质提高。炼钢方法：主要有转炉、电炉、平炉三种。转炉用以熔铣，电炉以废钢为主原料，平炉使用铣铁和废钢。

2023/1/11103钢铁具有延展性，易加工成型；提高铁纯度、加入极少量其它物质、热处理等均可使物性变硬或软。钢铁的缺点是会生锈。为避免钢铁制品与空气中的氧接触，一般都采用涂装物、镀锌等，或熔炼时添加镍、铬等制成不锈钢。

2023/1/11104

钢铁按化学成份的分类生铁(铸铁)：含碳量>2%的铁-碳合金灰口铁：铁水缓慢冷却时，Fe3C分解为铁和石墨，断口为灰色。灰口铁柔软有韧性，可用于切削加工和浇铸成型。白口铁：铁水骤冷时，Fe3C来不及分解，断口为白色。白口铁质硬性脆，主要用来炼钢。球墨铸铁：向铁水中加入少量镁或稀土金属，可使生铁中的碳变成球形。球墨铸铁的铸造性能优于灰口铁。2023/1/11105碳钢：低碳钢C≤0.25%；中碳钢C=0.25~0.60%；高碳钢C=0.60~2.0%；合金钢：低合金钢(合金元素总含量≤5%)；中合金钢(=5~10%)；高合金钢(＞10%)。不锈钢：C<0.2%,Cr=12~22%,Ni=5~10%,Mo=0~4%2023/1/11106

钢铁的热处理退火：将钢加热到发生相变或部分相变的温度并保温一段时间，然后慢慢冷却的过程。

退火的目的：消除组织缺陷、成分均匀、提高钢的力学性能、减少残余应力、降低硬度、提高塑性和韧性，改善切削加工性能。2023/1/11107淬火：是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低急速冷却，而获得某种不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，减少其塑性。常用的淬火剂：水、油、碱水和盐类溶液等。

退火和淬火的方法和作用相反2023/1/11108回火：将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却。

目的：消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，达到预期的力学性能。回火分为：高温回火、中温回火和低温回火三类。

回火多与淬火配合使用2023/1/11109表面热处理表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到中心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织，而中心部没有发生相变，这就实现了表面脆硬而中心部不变的目的。适用于中碳钢。2023/1/11110化学表面热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化和渗金属法等四种。

（内部柔软，外部刚硬）2023/1/11111渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。渗氮：又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。2023/1/11112氰化：又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面同时具有渗碳与渗氮的特性。渗金属：是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化，以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性，如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。（外部不锈钢，内部不变。成本低，效果好，性价比高）2023/1/11113钢铁联合企业工艺流程2023/1/111143.1.3铝（Aluminium）及其合金

铝的基本性质

铝为银白色轻金属。在地壳中的含量为8%，仅次于O和Si居第三。密度低、来源广、耐腐蚀、导电导热性好。在干燥空气中易与氧作用生成致密氧化膜(Al2O3),该膜不溶于水,可吸附染料而着色。

2023/1/11115

铝的冶炼氧化铝主要用拜耳法生产：用苛性钠溶液加温加压溶出矿中的氧化铝得铝酸钠溶液，分离残渣后，降温，加入氢氧化铝作晶种，搅拌、析出氢氧化铝，再洗净、煅烧即得氧化铝。2023/1/11116铝电解是使直流电通过以氧化铝为原料、冰晶石（六氟铝酸钠,Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，铝液在阴极上析出，汇集于电解槽槽底，吸出后经净化、澄清然后铸成铝锭。

铝合金铝是轻质合金的基本成分。加入铜、镁、锌、锂等金属，可大大提高合金的强度，广泛应用于飞机、航天、建筑等领域。2023/1/11117铝合金的主要应用领域战机舰船人造卫星2023/1/111183.1.4铬(Chromium),锰(Manganese),钛(Titanium)铬为钢灰色金属，在地壳中的含量为0.01%，居第17位。有很强的还原性，在一定的条件下所形成的氧化膜具极高惰性，不溶于酸、碱、王水，因而是不锈钢的基本组分。铬化合物是常用的无机颜料。锰是钢灰色硬脆性金属，在地壳中的含量为0.085%。在空气中易被氧化。与铁形成的锰铁合金（锰钢）具有很高的硬度，可用做设备的耐磨部件。2023/1/11119钛是一种低密度、质软、有延展性的金属，在地壳中的含量为0.6%，居第9位。钛易被氧化而在表面形成极致密氧化膜，该氧化膜具有优异的耐腐蚀性能，不受湿空气、湿氯气、海水、稀酸碱、硝酸、王水等的侵蚀。是高强度、低密度、耐腐蚀合金的基本成分。二氧化钛（钛白粉）是传统的白色无机颜料。2023/1/111203.1.5合金（Alloys）

合金的定义

一种金属元素与其它一种或数种金属元素或非金属元素融合在一起所得到的具有金属特性的物质称为合金。

2023/1/11121

传统合金材料铜合金：紫铜(纯铜)；X黄铜(铜-锌-X合金)；Y白铜(铜-镍-Y合金);Z青铜(铜-锡-Z、铜-铅-Z合金)；铝合金：铝-铜-镁合金(建筑铝合金)；铝-锂合金(航空铝合金)；焊锡(锡-铅合金)；伍德合金:含铋38～50％、铅25～31％、锡12.5～15％、镉12.5～16％，是一类以铋为基的低熔点合金，熔点为70℃。 2023/1/11122

几种特殊的合金材料高硬低密合金：如铝-锂合金，等；高温抗氧化合金：如(铁、钴、镍)基体+其它高熔点金属；低温防脆合金：如镍-铁合金，等；形状记忆合金：如镍-钛合金，铜-锌-铝合金，铁-铂合金；贮氢合金：能储存氢的金属和合金。如镧-镍（LaNi5）合金，钛-铁（TiFe）合金；2023/1/11123储氢原理:

它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金中先分解成单个的原子，进入合金原子缝隙中，并与合金发生反应生成金属氢化物，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。若对金属氢化物进行加热，又会发生分解，生成氢原子，氢原子又结合成氢分子释放出来。2023/1/11124几种贮氢方法比较2023/1/11125氢的储存方法:气态储氢：能量密度低、不太安全液化储氢：能耗高、对储罐绝热性能要求高固态储氢的优势：（金属或合金储氢）体积储氢容量高、无需高压及隔热容器安全性好、无爆炸危险、可得到高纯氢贮氢合金具有良好的应用前景。2023/1/11126形状记忆合金：如镍-钛合金，铜-锌-铝合金，铁-铂合金；形状记忆效应可分为三类：单程记忆效应：在马氏体状态下受力变形，加热时恢复高温相形状，冷却时不恢复低温相形状。双程记忆效应：加热时恢复高温形状，冷却时恢复低温形状，即通过温度升降自发地可逆地反复恢复高低温的形状。全程记忆效应：加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状。这是一种特殊的双程记忆效应。2023/1/11127形状记忆合金在航空航天中的应用

先用镍钛合金在高温下制成半球形的月面天线（这种合金非常强硬，刚度很好），再让天线冷却到28℃以下。合金变得非常柔软，很容易把天线折叠成一团，放进宇宙飞船的船舱里。到达月球后，把变软的天线放在月面上，在阳光加热下又恢复原先定形的抛物状天线。月面天线2023/1/11128记忆铆钉在飞机的制造工艺中，需要用大量的连接件如铆钉进行连接。铆钉尾部记忆成型为开口状,紧固前,将铆钉在干冰中冷却后把尾部拉直,插入被紧固件的孔中,温度上升产生形状恢复,铆钉尾部叉开即可实现紧固。形状记忆合金在航空航天中的应用2023/1/11129

形状记忆合金还可制成各类心脏修补器、血栓过滤器、伤骨固定器、脊柱矫正器、手术缝合线、人造骨骼等等。形状记忆合金在医学中的应用

记忆食道架能在喉部膨胀成新的食道。必要时只要向食道里加上冰块，“食道”又会遇冷收缩，从而可轻易取出，使失去进食功能的食道癌患者提高了生活质量。

（a）预压缩（b）受热扩张后（c）植入腔道内效果记忆食道支架2023/1/11130

利用CuZnAl形状记忆合金双程记忆恢复特性制成的记忆合金花瓣，动作幅度为180°。采用CuZnAl记忆合金片，以热水或热风为热源，开放温度为65℃~85℃，闭合温度为室温。花蕾直径80mm,展开直径200mm。记忆合金花形状记忆合金在生活中的应用2023/1/11131

利用形状记忆效应可以制成记忆眼镜框，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。而且这种眼镜框具有超弹性，使人佩戴后感到非常舒适。记忆眼镜框形状记忆合金在生活中的应用2023/1/11132记忆照明灯罩

用形状记忆合金制造汽车的外壳，万一被撞瘪，只要浇上一桶热水就可恢复到原来的形状。记忆汽车外壳

用形状记忆合金制造的城市照明灯，有两瓣随着灯的亮灭而逐渐张开或合上的金属叶片。白天，路灯熄灭，叶片合上；傍晚，路灯亮起灯泡发热，叶片受热而逐渐张开，使灯泡显露出来。其他应用2023/1/11133记忆衣服

用记忆合金丝混合羊毛织成衣服，当人运动后体温上升，衣服就会根据人的体温自动地调整使衣服变得宽松，使人感觉更舒适。记忆车钉

用形状记忆合金制成的钉子安装在汽车外胎上，当气温降低、公路结冰时，钉子会“自动”从外胎里伸出来，防止车轮打滑。其他应用2023/1/11134我国有哪些知名的钢铁企业？3.1.6金属结构材料 从力学的角度出发，在不增加材料耗量的情况下改变材料的结构，以提高材料的力学性能是材料科学与工程领域的一个重要研究内容。因此，人们根据不同的实际需要，设计出了不同的材料结构。宝钢、鞍钢、武钢、沙钢、马钢2023/1/111353.2无机非金属材料3.2.1水泥（Cement）

水泥的定义凡细磨成粉末状，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、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称水泥。

水泥的组成

水泥是一种人造硅铝酸盐粉末，其主要成分为硅酸三钙Ca3SiO5

(3CaO•SiO2)、硅酸二钙Ca2SiO4(2CaO•SiO2)、铝酸一钙Ca(AlO2)2(CaO•Al2O3)、铝酸三钙Ca3(AlO3)2

(3CaO•Al2O3)等

2023/1/11136

水泥的固化作用 水泥遇水反应并凝结成硬块，其反应方程式主要有：

Ca3SiO5+5H2O

Ca2SiO4·4H2O+Ca(OH)2 Ca2SiO4+4H2O

Ca2SiO4·4H2O 2Ca(AlO2)2+10H2O

Ca2Al2O5·7H2O+2Al(OH)3

Ca3(AlO3)2+6H2O

Ca3(AlO3)2·6H2O