元素化学与无机材料课件

元素化学与无机材料6.1单质的物理性质6.1.1熔点、沸点和硬度从p254图6.1和图6.2中看出规律同周期，从左到右熔、沸点：低

高

低硬度：小

大

小

IVB,VB,ⅥB熔沸点最高，硬度最大。同族从上下到ⅠA、ⅡA、ⅢB：熔沸点降低；硬度减小ⅣB……ⅦB：熔、沸点升高；硬度增大VA、VIA、ⅦA、VIIIA：沸点逐渐升高,He的熔、沸点是所有物质中最低者,

非金属中，熔点最高、硬度最大的均是金刚石。金属中，熔点最高的是W，硬度最大的是Cr。物质的熔沸点的高低，硬度大小主要取决于晶体类型部分元素单质的晶体类型见(p255)表6.1.同周期，从左到右：典型的金属晶体

原子晶体

分子晶体金属单质的物性与金属键强弱有关,影响金属键或金属晶体晶格能量的因素有：原子半径越小;有效核电荷数越多参加成键电子数越多;金属键越强其单质的熔、沸点越高,硬度越大。

钠

镁

铝

铬

铁

铜r/nm0.1860.1600.143

0.126

0.1270.128Z‘2.22.853.502.953.653.7

成键

12363

2

电子数

3S13s23s23P13d54s13d64s2

3d104s1

熔点

97.81618.8660.37185715351083.4（℃）

例如:6.1.2导电性：物质按导电能力大小可以分为导体.半导体和绝缘体一般而言导体半导体绝缘体电导率（MS·m-1）>1010

～10-11<10-11

金属Si.Ge.Se.CO2..NaCl(s)

及其合金Cl2.O2.Ne

见(p258)图6.6

位于P区斜对角线两边的单质是半导体，例如：

B、Si、Ge、Se、Te。

金属都是电的良导体影响金属导电性的因素：温度：温度升高，导电能力降低。温度接近OK，某些物质导电能力增至无穷大-----超导体。杂质：杂质含量增加，导电能力降低。一般铝线的纯度在99.5%以上,铜线在99.9%以上。影响半导体导电性能的因素：温度：温度升高,电导率增加。杂质：适量的杂质,电导率增加。例：Si;Ge中掺加P、As、Sb等。

6.2单质的化学性质金属原子半径较大，核最外层电子数少，电负性较小，反应中易失去电子，表现为还原性.非金属易得电子表现出氧化性，（某些非金属单质也可以失电子表现出还原性。）金属单质的活泼性变化规律见下表：

IAIIAIIIAVIIAIIIBIIB还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强不明显氧化性增强氧化性增强

原因：同周期,从左到右核电荷增加原子半径减小还原性减弱氧化性增强短周期变化明显；长周期变化不明显同族，从上到下主族元素原子半径增加还原性增强氧化性减弱副族元素原子半径增加不多核电荷增加还原性减弱

6.2.1金属单质的还原性

S区金属很活泼，具有很强的还原性。常温下既能与水，又能与空气中氧气反应，反应十分激烈。与氧反应除生成正常的氧化物外，还能生成过氧化物或超氧化物。例如：

正常氧化物:Li2O、CaO过氧化物:Na2O2

、BaO2（Be、Mg除外）超氧化物:KO2

、BaO4(Li、Be、Mg除外)过氧化物、超氧化物均为固体储氧物质，与水作用可放出O2

例如：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O24NaO2+2H2O=4NaOH+3O2P区金属（除Al）远不如S区活泼，常温下与空气中的O2无明显反应。常温下不与纯水作用,能溶于非氧化性酸中。P区的Al、Sn、Pb及副族Zn、Cr既与酸作用放出H2

，又与碱作用放出H2。如：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

Zn+NaOH=NaZnO2+H2d区，ds区周期递变从左→右不如主族明显。以第四周期为例：第四周期元素能溶于盐酸或稀硫酸Sc在空气中迅速氧化；Ti、V在空气中较稳定；Cr、Mn在空气中缓慢氧化；Fe、Co、Ni在干燥空气中与O2无明显反应。Cu性质较稳定，Zn较活泼。CrNiZn在空气中生成氧化物保护膜第五周期、第六周期不如第四周期活泼，不与稀HCl

、H2SO4反应，只能溶于HNO3或王水。如：

3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO(g)+3H2O

Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O铌、钽、钌、铑、铱不溶于王水，只溶于浓HNO3+浓HF混酸。常温下金属的活泼顺序完全符合附表9，由φө值大小可排序：K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Cd、Co、Ni、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au(金属在溶液中失电子能力)2、金属的钝化金属在空气中氧化生成的氧化膜具有较显著的保护作用，使金属和合金在某种环境条件下丧失化学活性的行为称为金属的钝化：易产生钝化作用的金属有铝、铬、镍和钛以及含有这些金属的合金。钝化的条件：(1)形成的氧化膜在金属表面是连续的；(2)氧化膜致密，具有高稳定性，且与金属膨胀系数相差不大。习题:p3113.(1)(3)(4),7预习:6.2.2非金属单质氧化还原性

6.3无机化合物的物理性质6.2.2非金属单质氧化还原性

非金属单质：其特征是易得电子呈现氧化性,除F2、O2活泼非金属单质外，一般非金属单质，既有氧化性，又有还原性。在周期表中的规律见P262表还原性增强氧化性增强氧化性增强IIIAVIIA（1）较活泼的非金属单质具有强氧化性：

F2Cl2Br2O2常用作氧化剂，其氧化性强弱由φө值定量判断。φθF2/F-=2.87φθCl2/Cl-=1.36φθO2/H2O=1.23φθBr2/Br-=1.07（2）较不活泼的非金属单质具有还原性：

H2

、C、Si常用作还原剂

CuO+H2=Cu+H2O

H2O(g)+C=CO(g)+H2(g)

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(g)（3）大部分非金属单质既具氧化性又具还原性。①与金属作用表现出氧化性，与活泼的非金属作用表现出还原性。如：

Ca+H2=CaH-12

（有效的干燥剂）氧化剂

CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2O2+2H2=2H2O

还原剂②歧化反应：Cl2(Br2,I2)+NaOH=NaCl+NaClO+H2Cl2，Br2，I2既是氧化剂，又是还原剂6.3无机化合物的物理性质

6.3.1卤化物的熔点、沸点和离子极化理论

卤化物：卤素与电负性小于卤素的元素所组成的二元化合物（1）氯化物的熔沸点与晶体结构

P271表6.2、表6.3列出氯化物熔、沸点，大致分成三种情况：活泼金属氯化物的熔、沸点较高非金属氯化物的熔、沸点较低一般金属氯化物的熔、沸点介于两者之间，大多偏低。氯化物的分类:非金属氯化物——分子晶体，微粒间作用力为分子间力，熔化时只需克服色散力等分子间力，故熔点低。同类型物质随摩尔质量的增大，分子间力增大，熔、沸点升高。活泼金属氯化物——典型的离子晶体，熔化时需破坏离子键，故熔点高。随离子电荷数增加，离子半径减少，熔、沸点升高。一般金属氯化物——过渡型晶体，同类型的利用离子极化理论解释键型和晶体结构的过渡，分析熔、沸点变化。活泼金属氯化物一般金属氯化物非金属氯化物周期表位置S区S区、P区、d区、ds区P区族ⅠA、ⅡA、ⅢBMg、Al、IVB…ⅧAIVA…ⅦA熔、沸点高中（NiCl2除外)低晶体类型离子晶体过渡型晶体分子晶体微粒间作用力离子键分子间力表6.2氯化物分类情况从熔点数据发现两个有趣的问题：（1）IA（LiCl除外）从上到下，熔点逐渐降低，ⅡA（BeCl2除外）从上到下，熔点逐渐升高，虽都具有较高熔点，但变化趋势相反。（2）多数过渡金属及P区金属氯化物，不但熔点较低，且同一金属的低价态氯化物熔点比高价态的要高。例如熔点：FeCl2>FeCl3；SnCl2>SnCl4

同周期氯化物从左到右，不同程度呈现出离子晶体向分子晶体过渡。分析：（1）NaCl、KCl、RbCl、CsCl

典型的离子晶体，熔点与晶体的晶格能大小有关。离子的电荷数越多，离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，其晶格越稳定。NaCl、KCl、RbCl、CsCl

r+EL离子键熔点增大减少减弱降低ⅡA变化规律不符合离子晶体的规律，说明还有其它因素起作用。离子极化理论可说明。离子极化理论离子极化：元素的离子一般可看成球形，正负电荷的中心重合于球心。在外电场或带相反电荷的离子作用下，原子核和电子发生相对位移，离子发生变形，产生诱导偶极，这种过程叫做离子的极化。离子极化的结果：使正、负离子之间产生额外的吸引力，甚至使两离子的轨道和电子云产生变形而导致轨道的相互重叠，趋向产生极性较小的键，即离子键向共价键过渡。相应的晶体由离子晶体转变为层状过渡型晶体，最后转变为共价性分子晶体。离子极化作用的强弱与离子的极化力和变形性两因素有关：

极化力：离子使其它离子极化而发生变形的能力。影响离子极化力强弱的因素：①离子带正电荷越多，极化力越强。②离子半径越小，极化力越强。③8电子型离子极化力弱，9～17、18、18+2型极化力强

变形性：离子可以被极化的程度叫离子的变形性。影响离子变形性强弱的因素：①正电荷越少，负电荷越多，变形性越大.②离子半径越大，变形性越大；③8电子型变形性小，其它电子型变形性大.总之，在一个化合物中，主要是正离子的极化力引起负离子的变形。

表6.1决定离子的极化力和变形性的因素离子的外层电子构型

极化力变形性离子的电荷电荷数越多，极化力越强：Al3+>Mg2+>Na+；O2->Cl-负电荷数越多，变形性越大O2->Cl-正电荷越多，变形性越小Na+>Mg2+>Al3+离子半径

r半径越小，极化力越强Ca2+>Na+>K+；Ca2+>Ba2+半径越大，变形性越大I->Br->Cl->F-；S2->O2-（18+2)e18e.(9-17)e.8e

极化力减弱Pb2+>Mg2+；Ag+>Na+（18+2).18e.(9-17)e.8e

变形性减少K+<Ag+；Ca2+<Hg2+6.3.3、氧化物熔、沸点和硬度

氧化物：氧与电负性比氧小的元素所形成的

二元化合物。（1）分类按组成分为：氧化物、过氧化物、超氧化物按结构分为：离子型氧化物共价型氧化物过渡型氧化物

Na2OBaO;B2O3SiO2;Cr2O3NiOMnO2按酸碱性分为：碱性酸性两性不成盐氧化物

CrOMgO;SO2Mn2O7

；Cr2O3MnO2;NOCO表6.3周期表中氧化物的某些物理性质比较

S区d区

ds区P区晶体类型离子晶体过渡型晶体过渡型晶体共价型晶体熔、沸点

高较高～较低

较高低（除SiO2外均为分子晶体）硬度

大较大～较小

较大

小实例Na2O、BaO、CaOCr2O3NiO,V2O5CrO3Al2O3P2O5、N2O5、B2O3P区的SiO2是原子晶体。大多数相同价态的某金属的氧化物熔点比其氯化物高例如：

MgO>MgCl2;Fe2O3>FeCl3;CuO>CuCl2

大多数金属性不太强的元素的氧化物是过渡型化合物,低价态金属氧化物介于离子晶体和原子晶体之间，偏向原子晶体，熔、沸点高；高价态金属氧化物偏向于分子晶体，熔沸点低。例如：熔点/℃:Mn2O75.9MnO2535CrO3196Cr2O32266由于某些氧化物具有熔点高、硬度大，对热稳定性高的共性。工程中常用作：

磨料（MgO、Cr2O3、Al2O3），耐火材料（SiO2、MgO、CaO、Al2O3、Cr2O3）。绝热材料（MgO）

，耐热高温无机涂层材料(Cr2O3）。（2）应用：习题:p31210,15,预习:6.4无机化合物的化学性质6.4无机化合物的化学性质

6.4.1氧化还原性（1）KMnO4Mn3d54s2

氧化值+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7。常见+2、+3、+4、+6、+7氧化值的化合物,如MnO、Mn2O3

、MnO2

、MnO42-、

MnO4-KMnO4是常见的氧化剂，介质酸度影响氧化性强弱还原产物例如；KMnO4紫红

Mn2+肉色

MnO2棕黑色

MnO42

-绿色H+H2OOH-KMnO4其氧化性及被还原产物均与溶液的PH值有关酸性：MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2Oφθ=1.507(V)中性：MnO4-+2H2O+3e-=MnO2↓（棕色）+4OH-

φθ=0.588(V)碱性：MnO4-+e-=MnO42-

（绿色）

φθ=0.564(V)在酸性溶液中氧化能力最强。2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2(s)+3SO42-+2OH-2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O（2）K2Cr2O7

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

黄橙酸性溶液中以Cr2O72-存在，碱性溶液中以CrO42-存在Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2Oφθ=1.23(V)

橙兰绿CrO42-+2H2O+3e=CrO2-+4OH-φθ=-0.12(V)在酸性介质中作氧化剂，而碱性介质中CrO2-作还原剂。Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe2++7H2O(3)亚硝酸盐：即可作氧化剂，又可作还原剂HNO2+H++e-=NO(g)+H2O(l)φθ

（HNO2

/NO）

=0.983(V)

（I2

/I-）=0.5355V2NO2-+2I-+4H+=2NO(g)+I2+2H2ONO3-+3H++2e-=HNO2(g)+H2O(l)φθ

（NO3-/HNO2）

=0.934(V)

（Cr2O7

2

-

/Cr3+）=1.232VCr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3++3NO3-+4H2O（4）过氧化氢H2O2,既具有氧化性又具还原性，

还有歧化作用歧化作用:2H2O2=2H2O+O23％H2O2可作消毒剂还原性:O2+2H++2e=H2O2φθ=0.695(V)H2O2与强氧化剂作用（KMnO4，K2Cr2O7）充当还原剂生成O2如：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2+8H2O氧化性：H2O2+2H++2e=2H2Oφθ

=1.776(V)H2O2与还原剂作用表现氧化性生成H2O如：H2O2+H2S=S↓+2H2O6.4.2酸碱性

1、氧化物及其水合物的酸碱性递变规律：（a）同周期从左到右.以第4周期主族为例:ⅠAⅡAⅢAⅣA ⅤA ⅥAⅦA K2OCaOGa2O3GeO2As2O5SeO3Br2O7

KOHCa(OH)Ga(OH)3Ge(OH)4H3AsO4H2SeO4HBrO4强碱中强碱两性两性中强酸强酸强酸 碱性减弱，酸性增强副族大致与主族变化趋势同，但较缓慢。

Sc2O3TiO2V2O5CrO3Mn2O7Sc(OH)3Ti(OH)4HVO3H2CrO4HMnO4（碱性）（两性）（弱酸）（中强酸）（强酸）

碱性减弱，酸性增强（b）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强N2O3HNO2

酸性P2O3H3PO3

酸性As2O3H3AsO3

两性偏酸Sb2O3Sb(OH)3

两性偏碱Bi2O3Bi(OH)3

碱性H2CrO4

中强酸H2MoO4

弱酸H2WO4

弱酸酸性减弱碱性增强酸性减弱（c）同一元素不同价态,高价态酸性比低价态强

HClOHClO2HClO3HClO4

弱酸中强酸强酸极强酸

CrOCr2O3CrO3

碱性两性酸性

ZnOZn(OH)2

两性CdOCd(OH)2

两性偏碱HgOHg(OH)2碱性碱性增强随价态升高、酸性增强，碱性减弱2、R-OH规则：无论是酸、是碱均可写成R(OH)n

的形式以第三周期为例NaOHMg(OH)2Al(OH)3Si(OH)4P(OH)5S(OH)6H2SiO3·H2OH3PO4·H2OH2SO4·H2OR(OH)n的酸碱性，主要取决于Rn+电荷的多少和半径的大小R┊O┊H化学键在Ⅰ处断裂为碱性，Ⅱ处断裂为酸性

ⅠⅡRn+电荷越多，半径越小，Rn+与O2-吸引力越强，则易在Ⅱ处断键。Rn+电荷越少，半径越大，Rn+与O2-吸引力越弱，则易在Ⅰ处断键。以第三周期为例：Na+Mg2+Al3+Si4+P5+S6+Cl7+

从左向右电荷增加，半径减小从Ⅰ处断键过渡到Ⅱ处断键

3．氯化物与水的作用氯化物水解的一般规律：（1）活泼金属的氯化物：不水解。如：NaCl

KClBaCl2

（2）一般金属的氯化物：分级水解。以一级水解为主。如：MgCl2

、FeCl2、FeCl3

、ZnCl2

、CrCl3

、CuCl2

、AlCl3如：MgCl2+H2O=Mg(OH)Cl+HCl

镁氧水泥成分（建筑材料、磨料、砂轮）同周期+3价比+2价金属氯化物的水解程度大。如：FeCl3>FeCl2

，AlCl3>MgCl2（3）某些高价态的金属氯化物：水解可进行到底。如：GeCl4+4H2O=Ge(OH)4+4HClGeO2.2H2O（胶状沉淀）（4）某些非金属氯化物水解生成相应的含氧酸。如：SiCl4

、PCl3

、PCl5

PCl5+4H2O=H3PO4+5HClSiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl（5）p区的SnCl2SbCl3BiCl3水解生成的碱式盐难溶于水。SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HClSbCl3+H2O=SbOCl

↓

+HClBiCl3+H2O=BiOCl

↓

+HCl配制时先加HCl后加水稀释。配制此类盐溶液，例如：SnCl2水溶液;

加适量酸（HCl）抑制水解加少量锡粒;防止Sn2+被氧化。

6.5配位化合物6.5.1配位化合物的组成和结构按结构特征配位化合物分三类：简单配位化合物，螯合物，羰合物1、简单配位化合物：如：[Ag(NH3)2]Cl，[Cu(H2O)4]SO4，H[AuCl4]即由一个简单的正离子和几个中性分子或负离子结合形成的复杂离子叫配离子，含有配离子的化合物叫配位化合物。内界（配离子）：[Ag(NH3)2]+,[Cu(H2O)4]2+,[AuCl4]-外界：Cl-,SO42-,H+中心离子：Ag+,Cu2+,Au3+

位于配离子的中心，金属及其离子均可作中心离子，其中以ⅠB、ⅡB、Ⅷ族的金属离子形成的配离子最稳定。配位体：NH3,H2O,Cl-配位原子：与中心离子直接结合的原子。如,N、

O、Cl配位数：配位原子的数目。一般为：２、４、６一般讲：中心离子的电荷越多，吸引配体的能力越大，配位数越高。中心离子电荷：+1+2+3+4

常见配位数：2466单齿配体：每一个配位体只能提供一个配位原子的配位体称为单齿配体。如：F-,Cl-,Br-,I-,OH-(羟基),SCN-(硫氰根),CN-，S2O32-，H2O，NH32、螯合物：多齿配体：每一个配体含二个或二个以上的配位原子的配体。如，乙二胺：H2NCH2CH2NH2

乙二胺四乙酸（EDTA）根离子：无机酸根：C2O42-

、P2O74-

[Cu(en)2]2+H2C-NH2NH2-CH22+

Cu2+

H2C-NH2NH2-CH2

[M(C2O4)2]2-M:Cu2+,Co3+,Cd2+,Al3+因是环状结构所以配离子叫螯合离子,多齿配体称螯合剂。3、羰合物：Ni(CO)4Fe(CO)5

中心形成体为中性原子，配体为CO分子4、配位化合物的命名：（1）内外界间服从一般无机化合物的命名原则：外界为复杂离子（如：SO42-

、CO32-

、Ac-）则叫某酸某。外界为简单离子（如：Cl-

、OH-、S2-）则叫某化某。（2）配离子的命名顺序：配位体数目—配位体—合—中心离子—中心离子的氧化值（中心离子后用罗马数字标明化合价）。在每种配位体前用二、三、四等数字表示配位体的数目。如：K4[Fe(CN)6]六氰合铁（Ⅱ）酸钾（3）当配体不止一种时，不同配体之间用园点（•）分开，配位体的命名次序是：①先无机后有机；②先负离子后中性分子；③同类配位体的名称，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。例如：[CoCl(NH3)5]Cl2

二氯化氯•五氨合钴（Ⅲ）[CoCl(NH3)2(H2O)2]OH氢氧化一氯•二氨•二水合钴（Ⅲ）[CoCl3(NH3)3]三氯三氨合钴（Ⅲ）[PtCl(NO2)(NH3)4]CO3

碳酸氯•硝基•四氨合铂(Ⅳ)K[PtCl3(C2H4)三氯.乙烯合铂（Ⅱ）酸钾[Cu(en)2]SO4

硫酸二乙二胺合铜（Ⅱ）[Cr(NH3)3(H2O)Cl2]OH[Fe(CO)5]Na2[Zn(OH)4]氢氧化二氯三氨一水合铬（Ⅲ）五羰基合铁四羟基合锌（Ⅱ）酸二钠K[PtCl3NH3]三氯一氨合铂（Ⅱ）酸钾

写出下列物质分子式：习题:p31212,14,16,17预习:6.5配位化合物

5、价键理论价键理论认为配合物的中心离子（或原子）与配位体间的化学键是配位键。价键理论基本要点如下：（a）中心离子（或原子）有空的价电子轨道可接受由配位体的配位原子提供的孤对电子而形成配位键（ML）CoNH3NH3NH3NH3NH33+NH3例如;Co3+:3S23P63d6(4S04P04d0)价电子轨道通常为(n-1)dnsnp轨道常见的中心离子为d区，ds区的离子：ⅤBⅥBⅦBⅧBⅠBⅡBVCrMnFeCoNiCuZnMoTcRuRhRdAgCdWReOsIrPtAuHg常见的配体：F-,Cl-,Br-,I-,OH-,SCN-,CN-,S2O32-

，H2O,NH3

例如：①[Ag(NH3)2]+Ag+：4S24P64d10(5S05P0)（b）形成配合物时，中心离子所提供的空轨道进行杂化，形成各种类型的杂化轨道，从而使配合物具有一定的空间构型。sp杂化

4d5s5pFe3+：3d4s4p4d②[FeF6]3-

3d4s4p4dsp3d2杂化3d54S04P04d0八面体型[Ag(NH3)2]+[Ni(CN)4]2-[Zn(NH3)4]2+[Co(NH3)6]3+[Co(NH3)6]3+[Co(en)3]3+6.5.2

配离子的解离平衡

(p127)1.配离子解离平衡配盐在水中充分解离:如:[Ag（NH3）2]Cl

[Ag(NH3)2]++Cl-配离子在水溶液中的解离类似弱电解质:如:[Ag(NH3)2]+

Ag++2NH3其解离常数为:简化为：对于同一类型的配离子来说，Ki越大，配离子越不稳定，Ki(K不稳)称为不稳定常数。配离子生成反应的平衡常数：Ag++2NH3

[Ag(NH3)2]+对于同一类型的配离子来说，

Kf越大，配离子越稳定。Kf称为稳定常数。2.配离子解离平衡的移动①生成更稳定的配离子[Fe(CNS)6]3-

Fe3++6CNS-Kf=103.17（血红色）+加入NaF6F-

[FeF6]3-Kf=1014.31(无色)平衡向生成更稳定的配离子的方向移动。同类型的配离子可据Kf或Ki来判断反应的方向例如：

[HgCl4]2-+4I-

[HgI4]2-+4Cl-Ki

：

8.55×10-161.48×10-30Kf=1.17×1015Kf

=6.76×1029

平衡③改变溶液的酸度，形成难解离物质[Cu(NH3)4]2+

Cu2++4NH3

加酸（例硫酸）

（深兰）（浅兰）+平衡

4H+

4NH4+②生成难溶解物质[Cu(NH3)4]2+

Cu2++4NH3

平衡（深兰）+

S2-→CuS（S）（黑色）例如：

Fe3+6.5.3配位化合物的应用1.利用配合反应使某些物质溶解:

例如:AgBr+2S2O32-=[Ag(S2O3)2]3-+Br-2.离子的定性鉴定和定量分析:

利用配离子特殊颜色用配合反应鉴定溶液中离子SCN_-[Fe(CN)6]3-[Fe(SCN)]2+（血红）Fe4[Fe(CN)6]3(S)(兰)

3、电镀工业如：镀铜时镀液不用CuSO4,而用K4P2O7,可使镀层细腻。Cu2++2P4O74-=[Cu(P4O7)2]6-4、稀有元素浓缩、富集、分离、提取和纯化用专门配合剂通过萃取从海水中提取金、铜、铀。5、离子的掩蔽习题:p3123(2),18,19,20,预习:6.6无机材料

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、锂等金属形成的合金（1）铝合金:铝中加入Mg.Cu.Zn.Mn.Si

（2）钛合金:钛中加入Al.Cr.VMn.Mo.Fe2.耐热合金：VB~VIIB.VIII高熔点元素形成的合金。合金钢和硬质合金：d区金属具有熔点高、硬度大的特点，它们作为合金元素加入碳钢制成合金钢。常用钛、锆、钒、铌以及p区的铝、硅等。3.

低熔合金：常用的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。5.形状记忆合金

形状记忆合金是近代新兴功能材料,用它制造的零件变形后,经过一定温度,能够恢复先前的形状,顾名思义被称作形状记忆合金

形状记忆合金具有与普通合金不同的特性——可逆的热弹性。塑性形变是不可逆转的永久性形变，而形记金属却能在发生塑性变形后，稍加温便象“记住”了自己原有的形状而自动复原。其之所以有形状记忆功能，决定于其晶体内部具有的特殊结构。形记合金不仅具有奇异的形状记忆功能，且具有强度高、刚度大、无磁性、耐腐蚀、生物相容性好及低温柔韧等优良性能。因而具有许多特殊应用价值

形状记忆材料被誉为奇妙的功能性材料，形状记忆合金的研究、发现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，目前仅有Ti-Ni、Cu-Zn-Al及铁基合金得到广泛的应用。

NiTi形状记忆合金:已广泛用于牙科、骨科和临床介入等。例如形状记忆合金系列骨科器械

Cu-Zn-Al形状记忆合金是一种含Zn1837%、Al2～8%、余者为铜的具有形状记忆效应和伪弹性的合金。Ti-Ni形状记忆合金其成分为49-51at%Ni，Ti-Ni形状记忆合金具有很高的塑性,具有较高记忆寿命，TiNi记忆合金还包括TiNi-Cu、TiNi-Co、TiNi-Fe和TiNi-Nb等具有较高的实用价值的记忆合金，其中Ti50Ni47Fe3合金是制造管接头等紧固件的良好材料。

贵金属功能材料

(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。)贵金属功能材料：包括（1）贵金属特种功能材料：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、铂合金网；（2）贵金属信息功能材料：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能材料：贵金属基础化合物、催化剂、催化传感材料等6.6.2无机非金属材料

1、半导体材料：单质半导体GeSiSe

化合物半导体Ⅲ-Ⅴ族化合物GaAs，

Ⅱ-Ⅵ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：SiC、Si3N4、C（石墨）、SiO2、MgO、Cr2O35、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

=Si3N4氮化硅基陶瓷(陶瓷是以多晶聚集体为基本结构的无机非金属材料)具有密度小、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的应用前景。氮化硼氮化硼俗称白石墨，特性与石墨相似而质地洁白，存在两种晶型：六方与立方，但通常呈六方结构。在高温与超高压的特殊条件下，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+2NaCl+7H2O氮化硼制品的主要特性与用途：氮化硼使用范围广泛，其粉末可作优良的润滑剂与脱模剂，而陶瓷可用作熔炼蒸发金属的坩埚、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的超硬材料。采用热压法制成的氮化硼制品，在Ｎ２或Ａｒ气氛中最高使用温度高达２８００℃，而无明显熔点，。但在氧化气氛中稳定性差，使用温度仅在９００℃以下。氮化硼还具有诸多特殊的性能，仅在耐火材料使用方面可用作高温热电偶保护管，熔炼金属的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广阔的前景。

7.光导纤维光导纤维（简称“光纤”）是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透光度极高的光学玻璃纤维。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起就制得我们常说的光缆﹑它能将光的明暗﹑光点的明灭变化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的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。它的基本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。6.6.3纳米材料和碳纳米管纳米是什么?纳米（nm）如同厘米、分米和米一样，是度量长度的单位，一纳米等于十亿分之一纳米科技(纳米技术)：在1~100nm范围内研究原子、分子结构特征，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的一门高新型技术和前沿科学。纳米材料：21世纪最有前途的新型材料。纳米效应

纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点----表面效应和体积效应

纳米材料的应用

纳米材料大致可分为纳米粉末、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，是生产其他三类产品的基础。纳米粉末：

又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；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；先进的电池电极材料；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（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。纳米纤维：

指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）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，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密,但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；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的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。纳米碳管

纳米碳管(Carbonnanotube)是1991年才被发现的一种碳结构。理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。石墨烯的片层一般可以从一层到上百层，含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管(Singlewalledcarbonnanotube,SWNT)，多于一层的则称为多壁纳米碳管(Multi-walledcarbonnanotube,MWNT)。

SWNT的直径一般为1－6nm，最小直径大约为0.5nm，长度则可达几百纳米到几个微米。因为SWNT的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管。MWNT的层间距约为0.34纳米，直径在几个纳米到几十纳米，长度一般在微米量级，最长者可达数毫米。由于纳米碳管具有较大的长径比，所以可以把其看成为准一维纳米材料。碳纳米管

碳纳米管既可作为最细的导线被用在纳米电子学器件中,也可以被制成新一代的量子器件,还可用作扫描隧道显微镜或原子力显微镜的探针。尤其是碳纳米管的顶端很锐,有利于电子的发射,它可用做电子发射源,