元素化学与无机材料省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页 本章内容本章内容6.1 单质物理性质单质物理性质6.1.1 熔点、沸点、硬度和晶体结构熔点、沸点、硬度和晶体结构6.1.2 导电性导电性6.2 单质化学性质单质化学性质6.2.1 金属单质还原性金属单质还原性6.2.2 非金属单质氧化还原性非金属单质氧化还原性6.3 无机化合物物理性质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、沸点和硬度氧化物熔点、沸点和硬度第2页6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.4.1 氧化还原性氧化还原性6.4.2 酸碱性酸碱性6.5 配位化合物配位化合物6.5.1 配位化合物配位化合物组成组成和结构和结构6.5.2 配位化合物命名配位化合物命名6.5.1 配合物及配位化学应用配合物及配位化学应用6.6 无机材料无机材料6.6.1 金属和合金金属和合金材料材料6.6.2 无机非无机非金属金属材料材料6.6.3 纳米纳米材料和材料和碳纳米管碳纳米管6.7 化学元素与生命健康化学元素与生命健康第3页 本章重点本章重点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离子极化理论解释物质性质递变规律5.配合物组成、命名、配离子解离平衡及平衡移动。配合物组成、命名、配离子解离平衡及平衡移动。第4页晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体作用力作用力分子间作用分子间作用离子键离子键共价键共价键金属键金属键l决定原因范德华力范德华力氢键氢键离子半径离子半径电荷电荷原子半径原子半径空间构型空间构型原子半径原子半径有效电荷有效电荷成键电子数成键电子数6.1 单质物理性质单质物理性质单质物理性质主要与什么原因相关？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。与它们原子结构或晶体结构相关。单质物理性质最终可单质物理性质最终可简化简化为：为：晶体类型所属、晶体类型所属、分子量大小分子量大小 或微粒半径大小或微粒半径大小（分子量大（分子量大分子间作用强）分子间作用强）（半径大（半径大化学键弱）化学键弱）半径、分子量、晶体类型都有规律可循，半径、分子量、晶体类型都有规律可循，所以，单质物理性质也应有一定规律性。所以，单质物理性质也应有一定规律性。第5页主族元素晶体类型主族元素晶体类型IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0 H2 分子分子H2 分子分子He分子分子Li金属金属Be金属金属B近原子近原子C金刚石金刚石,原子原子 石墨石墨,层状层状 N2 分子分子O2 分子分子F2 分子分子Ne分子分子Na金属金属Mg金属金属Al金属金属Si原子原子P分子分子,层状层状S分子分子,链状链状 Cl2 分子分子Ar分子分子K金属金属Ca金属金属Ga金属金属Ge原子原子As分子分子,层状层状Se分子分子,链状链状 Br2 分子分子Kr分子分子Rb金属金属Sr金属金属In金属金属Sn原子原子,金属金属Sb分子分子,层状层状Te链状链状I2 分子分子Xe分子分子Cs金属金属Ba金属金属Tl金属金属Pb金属金属Bi层状层状,近金属近金属Po金属金属AtRn分子分子附表附表6.1 主族元素晶体类型主族元素晶体类型第6页6.1.1 熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度半径递变规律：半径递变规律：P218图图5-13同族：由上到下，同族：由上到下，小小大大同周期：由左到右，同周期：由左到右，大大小小（二三周期）；（二三周期）；大大小小大大 小（四五六周期）；小（四五六周期）；经典金属晶体经典金属晶体有效电荷数高金属晶体、有效电荷数高金属晶体、原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体 熔沸点：低熔沸点：低 高高 低低 硬硬 度：小度：小 大大 小小 如：如：IA，经典金属，由上到下，物性降低；，经典金属，由上到下，物性降低；如：如：VIIA，分子晶体，由上到下，物性升高。，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，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。即熔点高，沸点普通也高，硬度也较大。第7页1.1.1.1.单质熔点单质熔点图图6.1 单质熔点单质熔点(C)第8页2.2.2.2.单质沸点单质沸点图图6.2 单质沸点单质沸点(C)第9页3.3.3.3.单质硬度单质硬度图图6.3 单质硬度单质硬度(莫氏莫氏)第10页IVB、VB、B熔沸点平均最高，硬度最大熔沸点平均最高，硬度最大熔、沸点最低：熔、沸点最低：He熔点最高：石墨熔点最高：石墨硬度最大：金刚石硬度最大：金刚石金属中：金属中：熔点最高：熔点最高：W熔点最低：熔点最低：Hg硬度最大：硬度最大：Cr延展性最好：延展性最好：Au第11页6.1.26.1.2 单质导电性单质导电性单质导电性单质导电性 位于位于P区斜对角线两边单质多是半导体区斜对角线两边单质多是半导体导体导体半导体半导体绝缘体绝缘体 电导率电导率（Sm-1）1010 10-11 Na+阳离子以极化力为主。取决于电场强度，影响原因以下：阳离子以极化力为主。取决于电场强度，影响原因以下：离子电荷离子电荷：正电荷数越多，极化力越强。：正电荷数越多，极化力越强。Fe2+Fe3+第27页离子变形性大小与离子结构相关，主要取决于：离子变形性大小与离子结构相关，主要取决于：电荷：随正电荷降低或负电荷增加，变形性增大。电荷：随正电荷降低或负电荷增加，变形性增大。Si4+Al3+Mg2+Na+F-O2-半径半径:半径增大，变形性增大。半径增大，变形性增大。F-Cl-Br-I-；O2-S2-外层电子构型外层电子构型:18、917等电子构型离子变形性较大，含等电子构型离子变形性较大，含有有2、8电子构型离子变形性小。电子构型离子变形性小。K+Ag+；Ca2+MgCl2;Fe2O3FeCl3;CuOCuCl2 如氯化物相同了解即可，注意两点：如氯化物相同了解即可，注意两点：第30页6.4 无机化合物化学性质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、重铬酸科学研究和实际工程中应用较多高锰酸钾、重铬酸钾、钾、亚硝酸盐、过氧化氢亚硝酸盐、过氧化氢为代表，介绍氧化还原性、为代表，介绍氧化还原性、介质影响及产物普通规律。介质影响及产物普通规律。6.4.1 氧化还原性氧化还原性第31页6.4.2 酸碱性酸碱性1、氧化物及其水合物酸碱性：、氧化物及其水合物酸碱性：（a）同周期从左到右，碱性减弱，酸性增强）同周期从左到右，碱性减弱，酸性增强 副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓副族大致与主族改变趋势同，但较迟缓A A A A A A A K2O CaO Ga2O3 GeO2 As2O5 SeO3 Br2O7 KOH Ca(OH)Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4 强碱强碱 中强碱中强碱 两性两性 两性两性 中强酸中强酸 强酸强酸 强酸强酸第32页（b b）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强）同族：从上到下，酸性减弱碱性增强ZnO Zn(OH)2 两性两性CdO Cd(OH)2 两性偏碱两性偏碱HgO Hg(OH)2 碱性碱性N2O3 HNO2 酸性酸性P2O3 H3PO3 酸性酸性 As2O3 H3AsO3 两性偏酸两性偏酸Sb2O3 Sb(OH)3 两性偏碱两性偏碱Bi2O3 Bi(OH)3 碱性碱性（c）同一元素不一样价态，高价态比低价态酸性）同一元素不一样价态，高价态比低价态酸性强强HClO HClO2 HClO3 HClO4 弱酸弱酸 中强酸中强酸 强酸强酸 极强酸极强酸CrO Cr2O3 CrO3碱性碱性 两性两性 酸性酸性H2CrO4 中强酸中强酸H2MoO4 弱酸弱酸H2WO4 弱酸弱酸第33页Rn+电荷多少、半径大小电荷多少、半径大小Rn+电荷越多，半径越小，电荷越多，半径越小，Rn+与与O2-吸引力越强，易在吸引力越强，易在处断键处断键Rn+电荷越少，半径越大，电荷越少，半径越大，Rn+与与O2-吸引力越弱，易在吸引力越弱，易在处断键处断键2、R-OH规则：规则：I 碱式解离碱式解离 II 酸式解离酸式解离以第三周期为例以第三周期为例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，主要取决于酸碱性，主要取决于第34页3氯化物与水作用氯化物与水作用（1）活泼金属氯化物：不水解。如：）活泼金属氯化物：不水解。如：NaCl、KCl、BaCl2（2）普通金属氯化物：分级水解，以一级水解为主。）普通金属氯化物：分级水解，以一级水解为主。如：如：MgCl2、AlCl3、FeCl3、ZnCl2、CuCl2如：如：MgCl2+H2O=Mg(OH)Cl+HCl 镁氧水泥成份（建筑材料、磨料、砂轮）镁氧水泥成份（建筑材料、磨料、砂轮）水解程度：水解程度：FeCl3FeCl2，AlCl3MgCl2（3）一些高价态金属氯化物：水解可进行到底。）一些高价态金属氯化物：水解可进行到底。如：如：GeCl4+4H2O=Ge(OH)4+4HCl（GeO2.2H2O-胶状沉淀）胶状沉淀）（4）多数非金属氯化物水解生成对应含氧酸。）多数非金属氯化物水解生成对应含氧酸。如：如：SiCl4、PCl3、PCl5（烟雾剂）（烟雾剂）如：如：SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl（蘸氨水玻棒检验漏气）（蘸氨水玻棒检验漏气）配制配制SnClSnCl2 2水溶液：加适量盐酸、加少许锡粒？水溶液：加适量盐酸、加少许锡粒？ZnCl2浓溶液：清洗铁锈、电路板等？浓溶液：清洗铁锈、电路板等？第35页顺铂结构顺铂结构Cu2+NH3NH3H3NH3N6.5 6.5 配位化合物配位化合物6.5.1 6.5.1 配位化合物组成和结构配位化合物组成和结构Cu(DABT)Cl2(70K以下呈铁磁性质以下呈铁磁性质)配合物是由中心离子配合物是由中心离子(或中心原子或中心原子)经过配经过配位键与配位体形成化位键与配位体形成化合物。合物。第36页OCaOONONCOH2CH2CCH2CH2CCCH2CH2COOO第37页1、简单配合物：、简单配合物：如：如：Ag(NH3)2Cl，Cu(H2O)4SO4，HAuCl4依据配位体不一样，配合物分为依据配位体不一样，配合物分为三类：三类：简单配合物、简单配合物、特殊配合物（如特殊配合物（如螯合物、羰合物）螯合物、羰合物）内界（配离子）内界（配离子）：Ag(NH3)2+、Cu(H2O)42+、AuCl4-外界外界：Cl-、SO42-、H+中心离子中心离子：Ag+、Cu2+、Au3+，位于配离子中心，金属及其离子，位于配离子中心，金属及其离子均可作中心离子。均可作中心离子。配位体配位体：NH3、H2O、Cl-配位原子配位原子：与中心离子直接结合原子，：与中心离子直接结合原子，N、O、Cl配位数配位数：配位原子数目。：配位原子数目。普通为普通为2、4、6；通常中心离子电荷越多，吸引配体能；通常中心离子电荷越多，吸引配体能力越大，配位数越高。力越大，配位数越高。第38页中心离子电荷：中心离子电荷：+1 +2 +3 +4常见配位数：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。单齿配体：每一个配位体只能提供一个配位原子配位体。如：如：F-、Cl-、Br-、I-、OH-(羟基羟基)、SCN-(硫氰基硫氰基)、CN-(氰基氰基)、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。多齿配体：每一个配体含二个或二个以上配位原子配体。如：如：C2O42-乙二胺乙二胺 H2NCH2CH2NH2 乙二胺四乙酸根（乙二胺四乙酸根（EDTA）离子：）离子：第39页2、特殊配合物、特殊配合物螯合物：螯合物：由多齿配体由多齿配体配位形成环状结构配合物配位形成环状结构配合物羰合物：羰合物：中性金属原子为配位中心、中性金属原子为配位中心、CO为配体配合物为配体配合物Ni(CO)4 Fe(CO)5OCaOONONCOH2CH2CCH2CH2CCCH2CH2COOO第40页（1 1）内外界间服从普通无机化合物命名标准：）内外界间服从普通无机化合物命名标准：）内外界间服从普通无机化合物命名标准：）内外界间服从普通无机化合物命名标准：外界为复杂离子（外界为复杂离子（外界为复杂离子（外界为复杂离子（SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、AcAc-）则叫某酸某；）则叫某酸某；）则叫某酸某；）则叫某酸某；外界为简单离子（外界为简单离子（外界为简单离子（外界为简单离子（ClCl-、OHOH-、S S2-2-）则叫某化某。）则叫某化某。）则叫某化某。）则叫某化某。配位体数目配位体数目配位体数目配位体数目配位体配位体配位体配位体合合合合中心离子中心离子中心离子中心离子中心离子氧化值中心离子氧化值中心离子氧化值中心离子氧化值中心离子氧化值：中心离子后，罗马数字标明中心离子氧化值：中心离子后，罗马数字标明中心离子氧化值：中心离子后，罗马数字标明中心离子氧化值：中心离子后，罗马数字标明配位体数目：配位体前，二、三、四等标明配位体数目：配位体前，二、三、四等标明配位体数目：配位体前，二、三、四等标明配位体数目：配位体前，二、三、四等标明（2 2）配离子命名次序：）配离子命名次序：）配离子命名次序：）配离子命名次序：如：如：如：如：K K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 Ag(NHAg(NH3 3)2 2ClCl六氰合铁（六氰合铁（六氰合铁（六氰合铁（）酸钾）酸钾）酸钾）酸钾氯化二氨合银（氯化二氨合银（氯化二氨合银（氯化二氨合银（I I）3 3、配位化合物命名：、配位化合物命名：、配位化合物命名：、配位化合物命名：第41页不一样配体之间用不一样配体之间用不一样配体之间用不一样配体之间用（中圆点）分开，配位体次序以下：（中圆点）分开，配位体次序以下：（中圆点）分开，配位体次序以下：（中圆点）分开，配位体次序以下：先无机后有机；先无机后有机；先无机后有机；先无机后有机；先负离子后中性分子；先负离子后中性分子；先负离子后中性分子；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。同类配位体，按配原子元素符号英文字母次序。同类配位体，按配原子元素符号英文字母次序。同类配位体，按配原子元素符号英文字母次序。（3 3）当配体不止一个时：）当配体不止一个时：）当配体不止一个时：）当配体不止一个时：如：如：如：如：Br Br-、ClCl-、NHNH3 3、HH2 2OO、enen次序？次序？次序？次序？第42页CoCl(NHCoCl(NH3 3)5 5ClCl2 2 二氯化氯二氯化氯二氯化氯二氯化氯 五氨合钴（五氨合钴（五氨合钴（五氨合钴（）CoCl(NHCoCl(NH3 3)2 2(H(H2 2O)O)2 2OH OH 氢氧化一氯氢氧化一氯氢氧化一氯氢氧化一氯 二氨二氨二氨二氨 二水合钴（二水合钴（二水合钴（二水合钴（IIII）CoClCoCl3 3(NH(NH3 3)3 3 三氯三氯三氯三氯 三氨合钴（三氨合钴（三氨合钴（三氨合钴（）KPtClKPtCl3 3(C(C2 2HH4 4)三氯三氯三氯三氯(乙烯乙烯乙烯乙烯)合铂（合铂（合铂（合铂（）酸钾）酸钾）酸钾）酸钾Cu(en)Cu(en)2 2SOSO4 4 硫酸二硫酸二硫酸二硫酸二(乙二胺乙二胺乙二胺乙二胺)合铜（合铜（合铜（合铜（）PtCl(NO PtCl(NO2 2)(NH)(NH3 3)4 4COCO3 3 碳酸氯碳酸氯碳酸氯碳酸氯 硝基硝基硝基硝基 四氨合铂四氨合铂四氨合铂四氨合铂()()第43页Cr(NH3)3(H2O)Cl2OHFe(CO)5Na2Zn(OH)4氢氧化二氯氢氧化二氯三氨三氨一水合铬（一水合铬（）五羰基合铁五羰基合铁四羟基合锌（四羟基合锌（）酸二钠）酸二钠KPtCl3NH3三氯三氯一氨合铂（一氨合铂（）酸钾）酸钾 写出以下物质分子式：写出以下物质分子式：第44页 4 4、价键理论、价键理论l配配合合物物中中心心离离子子（或或原原子子）与与配配位位体体间间化化学学键键是是配配位键。位键。l基本关键点：基本关键点：（1 1）中中心心离离子子（或或原原子子）有有空空价价电电子子轨轨道道，可可接接收收由由配配位位体体配配位位原原子子提提供供孤孤对对电电子子，形形成成配配位位键键（M ML L）CoNH3NH3NH3NH3NH33+NH3Co3+：3s23p63d6 (4s04p04d0)第45页价电子轨道：价电子轨道：(n-1)d ns np nd轨道轨道 常见中心离子为常见中心离子为d区、区、ds区离子：区离子：B B B B B B V 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：常见配原子：X、O、S、N常常见见配配体体：F-,Cl-,Br-,I-,OH-,SCN-,CN-,S2O32-，H2O,NH3第46页Ag+：4s24p64d105s05p0（2 2 2 2）形形形形成成成成配配配配合合合合物物物物时时时时，中中中中心心心心离离离离子子子子所所所所提提提提供供供供空空空空轨轨轨轨道道道道进进进进行行行行杂杂杂杂化化化化，形形形形成成成成各各各各种种种种类类类类型型型型杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道道道道，从从从从而而而而使使使使配配配配合合合合物物物物含含含含有有有有一一一一定定定定空间构型。空间构型。空间构型。空间构型。sp杂化杂化4d5s5pFe3+：3d4d FeF63-3d4s4p4dsp3d2杂化杂化3d54s04p04d0八面体型八面体型Ag(NH3)2+4d5p第47页配位配位数数杂化轨杂化轨道道 空间构型空间构型实例实例2sp 直线形直线形Ag(NH3)2+,AuCl2-4sp3四面体形四面体形Zn(NH3)42+,Cu(CN)42-,HgI42-,Ni(CO)4dsp2平面四边形平面四边形Ni(CN)42-,Cu(NH3)42+,AuCl4-,PtCl42-6d2sp3正八面体正八面体Fe(CN)63-,PtCl62-,Cr(CN)63-sp3d2FeF63-,Cr(NH3)63+,Ni(NH3)62+表表6.6 配合物杂化轨道与空间构型配合物杂化轨道与空间构型第48页Ag(NH3)2+Ni(CN)42-Zn(NH3)42+Co(NH3)63+第49页Co(NH3)63+Co(en)33+第50页6.5.2 6.5.2 配离子解离平衡配离子解离平衡配离子解离平衡配离子解离平衡 (P P127127)1.1.配离子解离平衡配离子解离平衡配离子解离平衡配离子解离平衡配盐在水中充分解离：配盐在水中充分解离：配盐在水中充分解离：配盐在水中充分解离：如：如：如：如：Ag(NHAg(NH3 3)2 2Cl=Ag(NHCl=Ag(NH3 3)2 2+Cl+Cl-配离子在水溶液中解离类似弱电解质：配离子在水溶液中解离类似弱电解质：配离子在水溶液中解离类似弱电解质：配离子在水溶液中解离类似弱电解质：如：如：如：如：Ag(NHAg(NH3 3)2 2+Ag Ag+2NH+2NH3 3其解离常数为：其解离常数为：其解离常数为：其解离常数为：第51页简化解离常数为：简化解离常数为：简化解离常数为：简化解离常数为：同一类型配离子：同一类型配离子：同一类型配离子：同一类型配离子：K Ki i越大，配离子越不稳定，越大，配离子越不稳定，越大，配离子越不稳定，越大，配离子越不稳定，K Ki i（K K不稳不稳不稳不稳）称为不稳定常数。）称为不稳定常数。）称为不稳定常数。）称为不稳定常数。配离子生成反应：配离子生成反应：Ag+2NH3 Ag(NH3)2+其平衡常数：其平衡常数：同一类型配离子：同一类型配离子：同一类型配离子：同一类型配离子：K Kf f越大，配离子越稳定。越大，配离子越稳定。越大，配离子越稳定。越大，配离子越稳定。K Kf f 称为稳定常数。称为稳定常数。称为稳定常数。称为稳定常数。Ag(NHAg(NH3 3)2 2+Ag Ag+2NH+2NH3 3第52页 Fe(SCN)63-Fe3+6SCN-Kf=103.17 （血红色）（血红色）加入加入NaF：平衡向生成更稳定配离子方向移动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配离子解离平衡移动+6F-FeF63-Kf=1014.31 (无色无色)Fe(SCN)63-+6F-FeF63-+6SCN-生成更稳定配离子生成更稳定配离子第53页同类型配离子可据同类型配离子可据 Kf 或或 Ki 来判断反应方向来判断反应方向如：如：HgClHgCl4 4 2-2-+4I+4I-HgI HgI4 4 2-2-+4Cl+4Cl-K Ki i：8.55108.5510-16 -16 1.48101.4810-30 -30 K Kf f：1.17101.17101515 6.7610 6.76102929 平衡平衡第54页 生成难溶解物质生成难溶解物质Cu(NH3)42+Cu2+4NH3（深蓝）（深蓝）平衡平衡平衡平衡加入加入Na2S：+S2-CuS（黑色）（黑色）第55页1.离子定性判定离子定性判定 浓氨水判定浓氨水判定浓氨水判定浓氨水判定CuCu2+2+Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+（深蓝）（深蓝）（深蓝）（深蓝）KSCN KSCN判定判定判定判定FeFe3 3Fe(SCN)Fe(SCN)2+2+（血红）（血红）（血红）（血红）K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 判定判定判定判定FeFe2 2 Fe Fe3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 2 2 （滕氏蓝）（滕氏蓝）（滕氏蓝）（滕氏蓝）K K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 判定判定判定判定FeFe3 3 Fe Fe4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 3 3 （普鲁士蓝）（普鲁士蓝）（普鲁士蓝）（普鲁士蓝）丁二肟判定丁二肟判定丁二肟判定丁二肟判定NiNi2+2+鲜红色二鲜红色二鲜红色二鲜红色二(丁二肟丁二肟丁二肟丁二肟)合镍内配盐合镍内配盐合镍内配盐合镍内配盐6.5.3 配合物及配位化学应用配合物及配位化学应用第56页2.电镀工业方面电镀工业方面电镀铜，不直接用电镀铜，不直接用电镀铜，不直接用电镀铜，不直接用CuSOCuSO4 4溶液作电镀液，而常加入配位剂焦溶液作电镀液，而常加入配位剂焦溶液作电镀液，而常加入配位剂焦溶液作电镀液，而常加入配位剂焦磷酸钾磷酸钾磷酸钾磷酸钾(K(K2 2P P2 2OO7 7)，使形成，使形成，使形成，使形成Cu(PCu(P2 2OO7 7)2 2 6-6-配离子。电镀液中存在配离子。电镀液中存在配离子。电镀液中存在配离子。电镀液中存在以下平衡：以下平衡：以下平衡：以下平衡：Cu(PCu(P2 2OO7 7)2 2 6 6=Cu=Cu2+2+2P+2P2 2OO7 74 4CuCu2+2+保持恒定低浓度水平，在镀件上保持恒定低浓度水平，在镀件上保持恒定低浓度水平，在镀件上保持恒定低浓度水平，在镀件上CuCu析出电势代数值减小，析出电势代数值减小，析出电势代数值减小，析出电势代数值减小，同时析出速率也可得到控制，有利于得到较均匀、较光滑、同时析出速率也可得到控制，有利于得到较均匀、较光滑、同时析出速率也可得到控制，有利于得到较均匀、较光滑、同时析出速率也可得到控制，有利于得到较均匀、较光滑、附着力很好镀层。附着力很好镀层。附着力很好镀层。附着力很好镀层。第57页3.冶金工业方面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，再用适用适当配体溶液直接把金属从矿物中浸取出，再用适用适当配体溶液直接把金属从矿物中浸取出，再用适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当还原剂将配合物还原为金属当还原剂将配合物还原为金属当还原剂将配合物还原为金属湿法冶金湿法冶金湿法冶金湿法冶金。如提金：如提金：如提金：如提金：4Au+8CN4Au+8CN-+2H+2H2 2O+OO+O2 2 4Au(CN)4Au(CN)2 2-+4OH+4OH-2Au(CN)2Au(CN)2 2-+Zn 2Au+Zn(CN)+Zn 2Au+Zn(CN)4 4 2-2-第58页能进行光合作用叶绿素是大环能进行光合作用叶绿素是大环能进行光合作用叶绿素是大环能进行光合作用叶绿素是大环MgMg2+2+配合物；配合物；配合物；配合物；能能能能输输输输送送送送OO2 2血血血血红红红红素素素素是是是是FeFe2 2卟卟卟卟啉啉啉啉配配配配合合合合物物物物；FeFe2+2+与与与与COCO生生生生成成成成更更更更稳稳稳稳定定定定配配配配合合合合物即煤气中毒；物即煤气中毒；物即煤气中毒；物即煤气中毒；植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物；植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物；植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物；植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物；顺铂顺铂顺铂顺铂Pt(NHPt(NH3 3)2 2ClCl2 2 含有抗癌作用；含有抗癌作用；含有抗癌作用；含有抗癌作用；EDTAEDTA钙钙钙钙钠钠钠钠盐盐盐盐是是是是排排排排除除除除人人人人体体体体内内内内HgHg、PbPb、CdCd等等等等有有有有毒毒毒毒金金金金属属属属和和和和U U、ThTh、PuPu等放射性元素高效解毒剂等放射性元素高效解毒剂等放射性元素高效解毒剂等放射性元素高效解毒剂4.生物医学方面生物医学方面PbPb2+2+Ca(edta)+Ca(edta)2-2-=Pb(edta)=Pb(edta)2-2-+Ca+Ca2+2+解解解解PbPb中毒中毒中毒中毒第59页习题习题:p312 12,14,16,17,3(2),18,19,20第60页 6.6 无机材料无机材料6.6.16.6.1金属和合金材料金属和合金材料1.1.轻轻质质合合金金：由镁镁、铝铝、钛钛、锂锂等金属形成合金（1）铝合金:铝中加入Mg.Cu.Zn.Mn.Si（2）钛合金:钛中加入Al.Cr.VMn.Mo.Fe2.耐热合金：耐热合金：VBVIIB.VIII高熔点元素形成合金。合合金金钢钢和和硬硬质质合合金金：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、铌钛、锆、钒、铌以及p区铝、硅铝、硅等。3.低熔合金低熔合金：惯用低熔金属及其合金有汞、锡、铅、惯用低熔金属及其合金有汞、锡、铅、铋等。铋等。4.金属电子材料金属电子材料：铜、铝铜、铝及其合金 超导材料超导材料：Nb4Ge;Y-Ba-Cu-O。第61页第62页第63页5.5.形状记忆合金形状记忆合金 形状记忆合金是近代新兴功效材料形状记忆合金是近代新兴功效材料,用它制造零件用它制造零件变形后变形后,经过一定温度经过一定温度,能够恢复先前形状能够恢复先前形状,顾名思义顾名思义被称作形状记忆合金被称作形状记忆合金 l 形状记忆合金特征形状记忆合金特征可逆热弹性。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，稍加温便象在发生塑性变形后，稍加温便象“记住记住”了自己原有了自己原有形状而自动复原。其之所以有形状记忆功效，决定于形状而自动复原。其之所以有形状记忆功效，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、生物相容性好及低温柔韧等优良性能。因而含有蚀、生物相容性好及低温柔韧等优良性能。因而含有许多特殊应用价值。许多特殊应用价值。第64页形状记忆材料被誉为奇妙功效性材料，形状记形状记忆材料被誉为奇妙功效性材料，形状记忆合金研究、发觉至今为止已经有十几个记忆合忆合金研究、发觉至今为止已经有十几个记忆合金体系。包含金体系。包含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和和Fe-Mn-Si等。而在这些合金系中，当等。而在这些合金系中，当前仅有前仅有Ti-Ni、Cu-Zn-Al及铁基合金得到广泛应用。及铁基合金得到广泛应用。第65页NiTi形状记忆合金形状记忆合金：已广泛用于牙科、骨科已广泛用于牙科、骨科和临床介入等。和临床介入等。比如比如形状记忆合金系列骨科器械。形状记忆合金系列骨科器械。Cu-Zn-Al形状记忆合金形状记忆合金含含Zn18.37%、Al 28%、余者为铜，含有形状记忆效应和伪弹性合金。余者为铜，含有形状记忆效应和伪弹性合金。Ti-Ni形状形状记忆记忆合金其成份合金其成份为为 49-51at%Ni，Ti-Ni形状形状记忆记忆合金含有很高塑性，含有合金含有很高塑性，含有较较高高记忆记忆寿命，寿命，TiNi记忆记忆合金合金还还包含包含TiNi-Cu、TiNi-Co、TiNi-Fe和和TiNi-Nb等含有等含有较较高高实实用价用价值记忆值记忆合金，其中合金，其中Ti50Ni47Fe3合金是制造管接合金是制造管接头头等等紧紧固件良好材料。固件良好材料。第66页贵金属功效材料贵金属功效材料 (贵金属指性质稳定地壳中含量少，开采提取困难，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、铂系故价格高，金、银、铂系)贵金属功效材料，包含：贵金属功效材料，包含：（1 1）贵金属特种功效材料：贵金属复合材料、电子）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、电接材料、测温材料、焊料、钎料、精密管棒材、电接触材料、铂合金网；触材料、铂合金网；（2 2）贵金属信息功效材料：银粉、银浆，玻璃浆，）贵金属信息功效材料：银粉、银浆，玻璃浆，金、铂浆，钌浆、银钯浆；金、铂浆，钌浆、银钯浆；（3 3）贵金属环境及催化功效材料：贵金属基础化合）贵金属环境及催化功效材料：贵金属基础化合物、催化剂、催化传感材料等物、催化剂、催化传感材料等第67页6.6.2 无机无机非非金属金属材料材料1、半导体材料、半导体材料：单质半导体GeSiSe化合物半导体-族化合物GaAs，-族化合物ZnS、SeS2、低温材料：、低温材料：冰、液氨、CS2、CCl43、保护气体：、保护气体：CO2、N2、Ar4、耐火材料：、耐火材料：SiC、Si3N4、C（石墨）、SiO2、MgO、Cr2O3第68页5、耐热高强结构材料、耐热高强结构材料 ：SiC、BN、Si3N4l氮化硅氮化硅 硅和氮气在硅和氮气在1300中反应合成，其主要反应：中反应合成，其主要反应：3Si+2N2 =Si3N4l氮化硅基陶瓷（陶瓷是以多晶聚集体为基本结构无氮化硅基陶瓷（陶瓷是以多晶聚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、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、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。电器等领域有着广泛应用前景。第69页第70页第71页氮化硼氮化硼l氮化硼俗称白石墨，特征与石墨相同而质地雪白，氮化硼俗称白石墨，特征与石墨相同而质地雪白，存在两种晶型：六方与立方，但通常呈六方结构。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、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：主要反应式为：Na2B4O7+NH4Cl+2NH3=4BN+2NaCl+7H2O第72页氮化硼制品主要特征与用途：氮化硼制品主要特征与用途：l氮化硼，其粉末可作氮化硼，其粉末可作优优良良润润滑滑剂剂与脱模与脱模剂剂，而陶瓷可用，而陶瓷可用作熔作熔炼炼蒸蒸发发金属坩金属坩埚埚、舟皿、液、舟皿、液态态金属金属输输送管、火箭送管、火箭喷喷口，大功率器件底座，半口，大功率器件底座，半导导体元件体元件掺杂掺杂源，以及各种高源，以及各种高温（高温（高压压、高、高频频）绝缘绝缘散散热热部件。而立方氮化硼部件。而立方氮化硼则为则为近近似于金似于金刚刚石超硬材料。石超硬材料。l采取采取热压热压法制成氮化硼制品，法制成氮化硼制品，在在2或或r气氛中最高使气氛中最高使用温度高达用温度高达，而无显著熔点。但在氧化气氛，而无显著熔点。但在氧化气氛中稳定性差，使用温度仅在中稳定性差，使用温度仅在以下。以下。l氮化硼氮化硼还还含有很多特殊性能，含有很多特殊性能，仅仅在耐火材料使用方面可在耐火材料使用方面可用作高温用作高温热电热电偶保偶保护护管，熔管，熔炼炼金属器皿及宇宙航行中金属器皿及宇宙航行中热热屏蔽材料等。屏蔽材料等。l总总之，氮化硼制品在未来高科技之，氮化硼制品在未来高科技产产品开品开发发方面方面显显示出示出辽辽阔阔前景。前景。第73页7.7.光导纤维光导纤维l光导纤维（简称光导纤维（简称“光纤光纤”）是一个能利用光）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一起就制得我们常说光缆它能将光明暗它能将光明暗光点明灭改变等信号从一端传送到另一端。光点明灭改变等信号从一端传送到另一端。l光导纤维是由两种或两种以上折射率不一样光导纤维是由两种或两种以上折射率不一样透明材料经过特殊复合技术制成复合纤维。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。将光能闭合于芯材之中皮层组成。第74页6.6.3纳米纳米材料和材料和碳纳米管碳纳米管l纳米是什么?纳米（nm）如同厘米、分米和米一样，是度量长度单位，一纳米等于十亿分之一l纳米科技(纳米技术)：在1100nm范围内研究原子、分子结构特征，经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。l纳米材料：二十一世纪最有前途新型材料。第75页纳纳米效米效应应l纳米材料含有传统材料所不具备奇异或反常物理、化学特征，如原本导电铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。l这是因为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页纳米纳米材料应用材料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，是生产其它三类产品基础。l纳米粉末：纳米粉末：又称为超微粉或超细粉，普通指粒度在100纳米以下粉末或颗粒，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页纳米纤维：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、