第八章化学与材料.pptVIP

8.5 非金属单质和化合物的化学性质 氧化还原性、酸碱性、热稳定性等 8.5.1 氧化还原性 较活泼的非金属单质如F2、O2、Cl2、Br2具有强氧化性。 Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2 5Cl2 + I2 + 6H2O = 10Cl- + 2IO3- + 12H+ 可根据? 的大小判断氧化性的强弱 较不活泼的非金属单质如C、H2、Si常用做还原剂。如： C + 2H2SO4(浓) = CO2(g) + 2SO2(g) + 2H2O 3Si + 18HF + 4HNO3 = 3H2[SiF6] + 4NO(g) + 8H2O Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2(g) 一些不活泼的非金属单质如稀有气体、N2等通常不与 其他物质反应，常用做惰性介质保护气体。 大多数非金属单质既有氧化性又有还原性，可发生岐化 反应。如Cl2、Br2、I2、P4、S8等。 Cl2 + H2O = HCl + HClO Br2 + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO3 +3H2O 8.5.2 酸碱性 1. 氧化物及其水合物的酸碱性 氧化物可分为酸性、碱性、两性和不成盐四类。 不成盐氧化物与水、酸或碱不起反应，如CO，NO等。 氧化物的水合物通式：R(OH)x R(OH)x离子键理论* R(OH)X型化合物可以按两种方式解离： R O H I II 酸式 碱式 简单地把R、O、H都看成离子，考虑正离子Rx+和H+分别与O2-之间的作用力。 氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律： 周期系各族元素最高价态的氧化物及其水合物 从左到右(同周期)：酸性增强，碱性减弱 自上而下(同族)：酸性减弱，碱性增强 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 强酸 极强酸 酸性增强 HI HBr HCl 弱酸 中强酸 强酸 酸性增强 HClO HClO2 HClO3 HClO4 弱酸 中强酸 强酸 极强酸 酸性增强 同一元素形成不同价态的氧化物及其水合物 高价态的酸性比低价态强；低价态的碱性比高价态强。 8.5.3 热稳定性 1. 热稳定性的一般规律 (1) 含氧酸盐热分解，吸热反应，升温利于热分解； (2) 同一种含氧酸，其正盐比相应的酸式盐要稳定，酸式盐 又比相应的含氧酸稳定。 CaCO3 Ca(HCO3)2 H2CO3 Na2SO4 NaHSO4 H2SO4 热稳定性 (3) 同一种含氧酸的盐，活泼金属的盐比一般金属的盐稳定。 CaCO3 FeCO3 NaNO3 AgNO3 CaSO4 ZnSO4 (4) 同一金属离子与不同酸根所形成的盐，其稳定性取决于 对应酸的稳定性。酸较稳定，对应的盐也较稳定。 Na2SO4 Na2CO3; Ca3(PO4)2 Ca(NO3)2 Na2CO3 == Na2O + CO2 (g) 非氧化还原反应的热分解 2NaNO3 == 2NaNO2 + O2(g) 4NaNO2 == 2Na2O + 4NO(g) + O2(g) 2KMnO4 == K2MnO4 + MnO2 + O2(g) 氧化还原反应的热分解 颗粒尺寸为1～100nm 8.6 纳米材料 1. 特性: 表面效应:纳米粒子表面原子与总原子数之比。 粒径越小，表面效应越大，表面能增高，活性（催 化、吸附）急剧增强。 量子尺寸效应:准连续能带分裂为分立能级，能级能隙 变宽。粒径越小，能隙越大。导致光、电、磁、热、 声等特性异常。 制造隐形飞机、导体变成绝缘体等。 小尺寸效应：由于纳米粒子的细化，使得材料的强度、 韧性和超塑性大为提高。 纳米铜的强度比普通铜高5倍；纳米陶瓷摔不碎；熔点 显著下降等 宏观量子隧道效应:当微观粒子的总能量小于势垒高度 时，该粒子具有贯穿势垒的能力。 宏观量子隧道效应是未来微电子、光电子器件的基础， 它指出了现有微电子器件进一步小型化的物理极限。 磁性材料 当磁性颗粒尺寸很小时，在一定温度范围内将呈现类似