非金属材料化学教学文案.ppt

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1、非金属材料化学6.1非金属材料概论周期表中的非金属元素非金属单质非金属化合物非金属元素大都集中在周期表的右上方，沿B—Si—As—Te—At对角线将其与金属分开。非金属元素(22个)除氢在s区外,其余都分布在p区。金属元素(87个)1.周期表中的非金属元素非金属既可以存在于地壳中，也可以存在于空气中；既可以单质形式存在，也可以化合物形式存在。2.非金属单质原子如稀有气体分子双原子分子多原子分子如N2,H2,O2如S8环状结构P4三角锥型B14正二十面体（1）物质结构（2）晶体结构分子晶体：原子晶体：过渡型晶体：稀有气体、卤素、N2、H2、O2

2、等金刚石、单晶硅、硼层状:石墨、灰砷、黑磷链状:灰碲、灰硒（3）物理性质a.同素异形体很多，结构不同，性质不同。这规律与单质晶体结构有关。具体见表6-1b.非金属单质的熔沸点和硬度在周期表中呈低→高→低变化规律。c.导电性P区右上部元素:绝缘体P区对角线左右的单质:半导体如Si、Ge、Se等温度升高，导电性增大；加入杂质，导电性增大。d.有可变氧化数最高正氧化数在数值上等于所处族数。SS-2S0S+2S+4S+6氧化还原性（4）化学性质其性质基本符合周期表中非金属性的递变规律及标准电极电势的顺序。3.非金属化合物（1）氧化物氧化物是指氧与电负

3、性比氧小的元素所组成的二元化合物。氧化物熔点、沸点和硬度的高低与组成氧化物的晶体类型有关。看表6-5、表6-6变化规律a.活泼金属元素的氧化物，如Na2O、BaO、CaO、MgO等是离子晶体，熔沸点都很高。b.非金属元素的氧化物大都是分子晶体，如SO2、CO、N2O5等是共价型化合物，熔沸点较低；但SiO2是原子晶体，熔沸点高。c.大多数不太活泼金属元素的氧化物是过渡型化合物，其低价态的金属氧化物如Cr2O3(离子晶体向原子晶体过渡)的熔点大于高价态金属的氧化物如CrO3(离子晶体向分子晶体过渡)的熔点。①酸碱性氧化物及其水合物的酸碱性是氧化

4、物最重要的化学性质。通式R(OH)x氧化物：酸性、碱性、两性、惰性水合物：酸性、碱性、两性②氧化物及其水合物的酸碱性强弱规律左右酸性增强碱性减弱上下酸性减弱碱性增强a.周期表各主族最高价态的氧化物及其水合物副族情况与主族大致相同，但要缓和些。原因：(I)(II)(I)碱式解离如钠、镁等，原子半径大，离子电荷数少，易碱式解离形成碱。(II)酸式解离如氯等，原子半径小，离子电荷数多，易酸式解离形成酸。OHRb.同一元素形成不同价态的氧化物及其水合物时，高价态的酸性比低价态的要强。HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中强酸强酸极强酸酸性增强例

5、如：CrOCr2O3CrO3碱性两性酸性酸性增强（2）卤化物卤化物是指卤素与电负性比卤素小的元素所组成的二元化合物。本节着重讨论氯化物。如HCl、KCl、ZnCl2、CCl4、PCl3等氯化物有离子晶体、分子晶体、还有过渡型晶体，大致可分成三类：a.活泼金属氯化物属于离子晶体，由于正、负离子间静电引力较大或者说离子键较强，因而熔点、沸点较高，硬度较大。如NaCl、KCl等同类型的离子晶体熔沸点、硬度随离子电荷数的增加以及离子半径的减小而升高。①氯化物晶体b.非金属氯化物属于分子晶体，晶体微粒间存在着弱小的范德华力，所以熔点、沸点、硬度都较低.

6、同类型的分子晶体，一般随着分子量增大，范德华力增强，熔点、沸点会升高。如PCl3、CCl4、SiCl4等c.绝大多数过渡金属氯化物是介于离子晶体和分子晶体之间的过渡型晶体。其熔点、沸点介于两者之间，大多较低。如MgCl2、AlCl3、FeCl3等②氯化物与水的反应a.活泼金属氯化物在水中完全解离，不发生水解，因而水溶液的pH值不变。b.非金属氯化物和某些高价态金属氯化物与水迅速完全发生反应，生成非金属含氧酸和盐酸。PCl5+H2O=H3PO4+5HCl这类氯化物在湿潮的空气中成雾的现象就是由于与水的强烈作用引起的。在水中会有不同程度的解离，水

7、解常常分级进行，溶液的pH值发生变化。MgCl2+H2OMg(OH)Cl+HClc.绝大多数过渡金属氯化物（3）碳酸盐碳酸盐正盐酸式盐碱式盐一般不稳定一般较稳定Na2CO3NaHCO3热分解温度1800℃267℃Na2CO3→Na2O+CO2▲表6-10列出一些碳酸盐的热分解温度NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O▲碳酸盐的热分解的基本规律①吸热反应，升高温度有利于热分解。②同一种含氧酸，其正盐比相应的酸式盐稳定,酸式盐比相应的含氧酸稳定CaCO3Ca(HCO3)2H2CO3热稳定性降低③同一种含氧酸的盐，钠、钾等活泼金属的盐比一般金属

8、的盐稳定。CaCO3FeCO3Ag2CO3热分解温度/℃9102821706.2非金属材料硅酸盐材料新型非金属材料1.硅酸盐材料硅酸或多硅酸的盐如长石、云母、石棉、