大学化学第九章3非金属材料化学0[精选].ppt

6.1 非金属材料概论 1. 周期表中的非金属元素 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 氧化还原性 3. 非金属化合物 6.2 非金属材料 2. 新型非金属材料 据能带结构中禁带宽度和能带中电子填充情况 可把物体分为导体、绝缘体、半导体。 ③ 半导体种类 由激光器发出的光称为激光。能产生激光的半导体材料有：GaAs、ZnSb、GaAlAs、ZnS、CdTe等。 光纤以传光和传像为目的的一种光波传导介质。 因四面体排列不同，产生下列几种结构: 链状结构 如石棉 ( CaO·3MgO · 4SiO2) 如云母(K2O·3Al2O3 · 6SiO2 ·2H2O) 滑石(3MgO · 4SiO2 ·H2O) 如长石(K2O·Al2O3 · 6SiO2 ) 泡沸石(Na2O· Al2O3 · 2SiO2 ·nH2O) 三维结构 层状结构 （2）水 泥 普通水泥 (硅酸盐水泥) 砂渣水泥 高铝水泥 耐酸水泥 （3）玻 璃 a. 普通玻璃 b. 特种玻璃 Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO · 6SiO2 + 2CO2 光导纤维、钢化玻璃、有色玻璃、半导体玻璃、透红外玻璃等。 （4）陶 瓷 结构陶瓷 功能陶瓷 智能陶瓷 生物陶瓷 结构陶瓷与功能陶瓷的复合产物 用于人体器官替换修补及外科矫形的陶瓷材料 如氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等 改变陶瓷组成、使其具有某些独特功能的材料。 (1) 半导体材料 ① 半导体 ② 导电机理 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 符合金属能带理论。 3Li 1s22s1 金属能带理论: 在分子轨道理论基础上发展起来的。 Li 1s2 2s1 σ1s σ2s σ?2S σ? 1s 原子轨道 分子轨道 原子轨道 2s1 Li 1s2 导体 绝缘体 半导体 禁带 满带 导带 空带 + - 半导体的导电性是导带中的电子传递（电子导电）和满带中的空穴传递（空穴导电）所构成的混合导电性。 温度升高，半导体满带中有更多电子被激发进入导带，电子数目和空穴数目相应增多，导电性增强。 a. 温度 金属导体与半导体导电性的区别： 温度升高，金属导体中的原子振动加剧， 导电性下降； 金属导体中增加杂质，阻碍电子的定向移动，导电性下降。 b. 杂质 半导体中增加微量杂质，导电性大大增加下降。 化学组成 单质半导体 化合物半导体 如 Si Ge 如 GaP ZnSb 本征半导体 有无杂质 P-型半导体 非本征半导体 (杂质半导体) n-型半导体 GeB GeSb ④ 应用 利用半导体的特性可以制造晶体管集成电路、检波器、整流器、热敏电阻、光敏电阻、光电探测器等。 磁性材料包括铁磁性材料和亚铁磁性材料。 微观特征： 相邻原子或离子磁矩呈有序排列。 宏观特征： 在外磁场作用下，具有明显的磁化特性 （2）磁性材料 a. 金属磁性材料 b. 铁氧体 铁、镍、钴及其合金 通常适用于低频大功率的电力电子工业等。 以氧化铁为主要成份 广泛用于电视广播通讯等领域。 磁性材料按成分分为： 特 征： 光源亮度强 有极高的方向性 有极高的单色性 （3）激光材料 * 第六章  非金属材料化学 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(22个) 除氢在s区外,其余都分布在p区。 金属元素 (90个) 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、CO2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。 b. 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