第六章玻璃的化学稳定性
第六章 配合物在溶液中的稳定性
n
n
移项:
n (n 1) 1[ L] (2 n) 2[ L] (3 n) 3[ L] (j - n )β j[L] j
2 3 j 4
整理：
n n (n 1) 1[ L] (3 n)[ L] jn 2 3 β j [L] j-2 (2 n)[ L]2 2n j 4 2 n
[ML] K1 [M][L]
[ML 2 ] K2 [ML][L]
β 1 K1
β 2 K1K 2
[ML] [M][L]
[ML2 ] [M][L] 2
稳定常数
各组分的平衡浓度
基本函数
可观测物理量
2、生成函数（Bjerrum函数） 定义：
C L [L] n CM
CL — 配体总浓度，CM — 金属总浓度，[L]为配体平衡浓度。 其物理意义：每个M离子结合L的平均数目。
以
n (n 1) 1[ L] (2 n)[ L]2
对
(3 n)[ L] 2n
作图，[L] → 0时，应近似于斜率为β3，
截距为β2的直线。
依次类推，即可得到各级βj。 * 单向法，由于误差的积累，j越大，βj误差越大。 2）双向法： A、首先在[L]足够大的条件下进行实验，使得MLn、 MLn-1、、、在溶液中优势存在。求出Kn、Kn-1、、、
第三节 测定稳定常数的数据处理 一、利用生成函数求稳定常数（只要测定[L]） 1. 联立方程法
n C L [L] CM jβ j [L] j
j1 n
1 β j [L] j
j1
n
若实验次数m>n时，则用最小二乘法。
2、半整数法 当相邻的稳定常数Kj与Kj+1值相差很大时，（如Kj>103Kj+1） 可用如下方法： 以-lg[L]对 n 作图，n = 1/2、3/2、5/2……处的-lg[L]值即为 lgK1、lgK2、lgK3…。
七年级下科学第六章：物质的结构知识重点
第六章物质的结构【概念和规律】一、物质由微粒构成1、无论生物还是非生物，都是由分子、原子或离子构成。
2、对于由分子构成的物质来说，分子是保持物质的化学性质的最小微粒。
3、不同分子构成不同的物质。
4、在化学反应中，分子可以分解成原子。
5、有的分子由一个原子构成（稀有气体），有的分子由多个相同或不同的原子构成。
6、金属直接由原子构成。
7、1803年英国化学家道尔顿提出了原子论，1811年意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，1897年英国物理学家汤姆生发现了电子。
8、在一定条件下，原子可以失去或得到电子，成为带电荷的离子。
9、有的物质由离子构成，如氯化钠。
10、卢瑟福根据α粒子散射实验提出的原子有核模型认为：原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。
11、现代研究表明：原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
而且它们由更小的微粒夸克构成。
12、原子核中的质子数和核外的电子数相等，所以整个原子不带电。
13、实验表明：构成物质的微粒之间存在着空隙和相互作用，并处在永不停息的运动之中，而且微粒之间存在着相互作用的引力和斥力。
二、元素1、把物质中的同一种原子统称为元素。
元素：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
2、自然界中的所有物质都是由元素组成。
3、每种元素都有一个名称和符号，符号通常用拉丁文名称的第一个大写字母表示，若有重复，增加第二个小写字母。
4、目前人类发现的元素有112种，其中94种为天然元素，18种为人工合成元素。
5、元素的分布不均匀①宇宙中氢元素最丰富，其次是氦元素；②地壳中的元素含量依次为：氧元素、硅元素、铝元素；③地核中的元素含量依次为：铁元素、镍元素；④空气中的元素含量依次为：氮元素、氧元素。
678、在非金属元素中He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn称为稀有气体元素。
539、由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。
10、单质和化合物都有确定的组成，并可以用元素符号表示。
11、由同种单质或同种化合物组成的物质叫做纯净物。
建筑材料A第六章测试题及答案
建筑材料A第六章测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种材料不属于传统建筑材料？A. 木材B. 石材C. 钢材D. 塑料答案：D2. 混凝土的抗压强度主要取决于以下哪个因素？A. 骨料的种类B. 水泥的标号C. 搅拌的均匀性D. 养护条件答案：B3. 钢材的屈服强度通常指的是：A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料达到最大应力时的应力D. 材料开始发生弹性变形时的应力答案：A4. 下列哪种材料不适用于制作屋顶瓦？A. 陶瓷B. 金属C. 木材D. 玻璃5. 以下哪种材料的热导率最低？A. 铝B. 铜C. 泡沫塑料D. 混凝土答案：C6. 玻璃的透光性主要取决于：A. 玻璃的厚度B. 玻璃的化学成分C. 玻璃的颜色D. 玻璃的表面处理答案：B7. 以下哪种材料的耐久性最好？A. 木材B. 石材C. 混凝土D. 塑料答案：B8. 以下哪种材料的抗腐蚀性能最好？A. 木材B. 钢材C. 混凝土D. 不锈钢答案：D9. 以下哪种材料的隔音效果最好？B. 钢材C. 混凝土D. 泡沫塑料答案：D10. 以下哪种材料的耐火性能最好？A. 木材B. 钢材C. 混凝土D. 玻璃答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 混凝土的强度等级是根据其______天的标准养护抗压强度来划分的。
答案：282. 钢材的抗拉强度通常比其屈服强度______。
答案：高3. 木材的含水率过高会导致木材______。
答案：变形4. 玻璃的热稳定性较差，因此不适合用于______。
答案：高温环境5. 泡沫塑料的密度较低，因此其______也较低。
答案：重量6. 石材的硬度较高，因此常用于______。
答案：地面铺装7. 钢材的塑性变形能力较强，因此在建筑结构中可以承受较大的______。
答案：变形8. 混凝土的抗渗性能较差，因此在施工过程中需要添加______。
答案：防水剂9. 木材的抗腐蚀性能较差，因此在户外使用时需要进行______处理。
玻璃工艺学复习资料
玻璃⼯艺学复习资料第⼀章玻璃的定义与结构1、解释转变温度、桥氧、硼反常现象和混合碱效应。
转变温度：使⾮晶态材料发⽣明显结构变化，导致热膨胀系数、⽐热容等性质发⽣突变的温度范围。
⾮桥氧：仅与⼀个成⽹离⼦相键连，⽽不被两个成⽹多⾯体所共的氧离⼦则为⾮桥氧。
桥氧：玻璃⽹络中作为两个成⽹多⾯体所共有顶⾓的氧离⼦，即起“桥梁”作⽤的氧离⼦。
硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加⼊氧化硼时，往往在性质变化曲线中产⽣极⼤值和极⼩值，这现象也称为硼反常性。
混合碱效应：在⼆元碱玻璃中，当玻璃中碱⾦属氧化物的总含量不变，⽤⼀种碱⾦属氧化物逐步取代另⼀种时，玻璃的性质不是呈直线变化，⽽是出现明显的极值。
这⼀效应叫做混合碱效应。
2、玻璃的通性有哪些？各向同性；⽆固定熔点；介稳性；渐变性和可逆性；①.各向同性玻璃态物质的质点总的来说都是⽆规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何⽅向都是相同的。
这⼀点与液体类似，液体内部质点排列也是⽆序的，不会在某⼀⽅向上发现与其它⽅向不同的性质。
从这个⾓度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。
②.⽆固定熔点玻璃态物质由熔体转变成固体是在⼀定温度区域（软化温度范围）内进⾏的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历⼏百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。
③.介稳性玻璃态物质⼀般是由熔融体过冷⽽得到。
在冷却过程中粘度过急剧增⼤，质点来不及作有规则排列⽽形成晶体，因⽽系统内能尚未处于最低值⽽⽐相应的结晶态物质含有较⾼的能量。
还有⾃发放热转化为内能较低的晶体的倾向。
④.性质变化的渐变性和可逆性玻璃态物质从熔融状态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质变化是连续的和可逆的，其中有⼀段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。
3、分别阐述玻璃结构的晶⼦学说和⽆规则⽹络学说内容。
答：（1）玻璃的晶⼦学说揭⽰了玻璃中存在有规则排列区域，即有⼀定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶⼦学说机械地把这些有序区域当作微⼩晶体，并未指出相互之间的联系，因⽽对玻璃结构的理解是初级和不完善的。
第六章晶体化学
ccp的结构特点
• 3个4次轴，4个3次轴，6 个2次轴，1个对称中心， 9个对称面。
• 面心立方晶格fcc，沿4个 3次轴[111]为4个密堆积 方向，每个球的配位数 为12，点阵点数为4。
• Oct =晶格中球数=4 • T=T++T-=2晶格中球数
=8
hcp的结构特点
• 63螺旋轴为密置层堆 积方向。
24Cl- 24e 24d
第六章 晶体化学
化学组成
晶体结构
晶体性质
6.1 原子半径与离子半径 6.3 电负性 6.5 单质结构
6.2 密堆积和配位 6.4 结合键类型 6.6 化合物结构
“结构和物性” 第145页, 周公度编著
碳的三种异构体
§6.2 密堆积和配位
• 决定晶体结构特征的是能量最小原理,
晶体堆积的球有两种:
一是单质（原子）作等大球体最紧密堆积，如纯 金属晶体； 另一是离子作不等大球体的紧密堆积.
等大球体最紧密堆积的六方（HCP）与面心立方 (FCC)紧密堆积是晶体结构中最常见的方式.
该形式形成 ABABAB…堆积方 式，将球心连接 起来形成六方格 子，故称六方紧 密堆积。
金属的密排 六方结构属于这 种紧密堆积方式。 如Mg，Zn
1920年，兰德设法从LiI晶体求得I-的半径 （0.213nm）和卤离子半径
Bragg和Goldschmidt用类似方法求得80多个离子 半径
Pauling提出了另一套求离子半径的方法： r=Cn/Z’, Z’为有效电荷；Z’=Z –S；S称屏蔽常数， 称为Pauling离子半径
现常用是由香农(Shannon)等提供的一套关于离 子晶体半径的数据，他们用了千余种金属氧化物和 氟化物的正、负离子间距的实验数据，并采用比较 合理的rF-=0.133nm和rO2-=0.140nm的值，还考虑了 配位数对离子半径的影响。
陶瓷和玻璃
玻璃陶瓷选论罗传峰玻璃一、名词解释：非桥氧；硼氧反常性；转变温度区；桥氧；混合碱效应；硼反常性答：非桥氧：仅与一个成网离子相键连，而不被两个成网多面体所共的氧离子则为非桥氧。
硼氧反常性：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中作为非桥氧出现于结构中，而是使硼氧三角体（B03）转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体，导致B203玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质，与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应地向着相反的方向变化，这就是所谓硼氧反常性。
转变温度区：玻璃熔体自高温逐渐变冷却时，要通过一个过渡温度区，在此区域内玻璃从典型的液体状态，逐渐转变为具有固体各项性质的物体。
这一区域称之为转变温度区。
桥氧：玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧离子，即起“桥梁”作用的氧离子。
混合碱效应：在二元碱玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。
这一效应叫做混合碱效应。
硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，往往在性质变化曲线中产生极大值和极小值，这现象也称为硼反常性。
二、问答题：1、简述玻璃结构中阳离子的分类，及其在玻璃结构中的作用。
答：按元素与氧结合的单键能的大小和能否形成玻璃，分为三类：网络生成体氧化物：能单独生成玻璃，在玻璃结构中能形成各自特有的网络体系。
网络外体氧化物：不能单独生成玻璃，当阳离子M电场强度较小时，断网作用，电场强度较大时积聚作用。
中间体氧化物：当配位数≥6时，阳离子处于网络之外，与网络外体作用相似；当配位数为4时能参加网络起网络生成体作用。
2、简述玻璃在Tg—Tf范围内及其附近的结构变化情况。
答：在Tg—Tf范围内及其附近结构变化中可以从三个温度范围说明：1.Tf以上，粘度小，质点流动层扩散速度快，结构变化快，瞬间可达平衡。
2.Tg以下，玻璃基本上已经转化为具有弹性以及脆性等特点的固态物体，此温度范围内结构变化远远落后于温度变化。
玻璃知识点总结化学
玻璃知识点总结化学
玻璃的制备方法主要包括熔制法、溶胶-凝胶法和气相法等。
其中，熔制法是最为常用的一种方法，主要是将原料石英砂、氧化物和氧化剂混合加热至融化状态，然后冷却成型成为玻璃。
玻璃的性质与结构密切相关，主要包括物理性质和化学性质两个方面。
在物理性质方面，玻璃的透明性、硬度、导热性、热膨胀系数等都是研究的重点。
在化学性质方面，玻璃的耐腐蚀性、热稳定性、导电性等也是重要的研究内容。
玻璃的应用非常广泛，主要包括建筑、家居、包装、光学器材、仪器仪表等领域。
在建筑领域，玻璃被广泛应用于窗户、门、幕墙等建筑构件中，提升了建筑的整体美观性和透光性。
在家居领域，玻璃则被用作家具、餐具等制品的原料，满足了人们对于美观和实用的需求。
在包装领域，玻璃被用于制造瓶子、容器等包装用品，保障了产品的保存和卫生。
在光学器材领域，玻璃被应用于制造透镜、窗户等光学产品，在天文学、航天等领域有着重要的应用价值。
在仪器仪表领域，玻璃则被应用于各种仪器仪表的制造，如试管、分析仪器、温度计等。
总的来说，玻璃是一种非常重要的化学材料，在人们的日常生活和各行各业都有着广泛的应用。
因此，对于玻璃的制备、性质、结构以及应用的研究具有非常重要的意义，有助于拓展玻璃的应用领域，提高其性能和品质。
【同济大学材料科学与工程学院】无机非金属材料的结构特征
立方ZnS
（1）AX型晶体 （六方ZnS型）
某些纤锌矿型结构的物质，由于结构中不存 在对称中心，使得晶体具有热释电性。
热释电效应：在热平衡条件下，电介质 因自发极化要产生表面束缚电荷，这种 电荷被来自空气中附集于电介质表面上 的自由电荷所补偿，其电不能显现出 来，，当温度发生变化，由温度变化引 起电介质的极化状态的改变不能及时被 来自电介质表面上的自由电荷所补偿， 使电介质对外显电性。Ps=p T（具 有自发极化的晶体）
晶体的热释性与其内部的自发极化有关，但 是这种晶体在常温与常压下被附着于晶体表 面的自由表面电荷所掩盖，只有当晶体加热 时才表现出来。故得其名。
热释电晶体可以用于红外探测器。
（2） AX2型晶体 （萤石型，CaF2）
AB2型化合物，
rc/ra>0.732（0.85）
配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
（2）萤石的解理性
由于萤石结构中有一半的立方体空隙没有被 Ca2+填充，所以，在（111）面网上存在 着相互毗邻的同号离子层，其静电斥力将其 主要作用，导致晶体在平行于（111）面网 方向上容易发生解理，因此，萤石常呈八面 体解理。而NaCl晶体却无此性能。
（4）ABO3型晶体
（a）CaTiO3晶体结构；（b） CaTiO3晶体结构中配位多面体 的连接方式和Ca2+的12配位
三、 凝固的渐变性和可逆性
VQ
液体
过冷液体
A
B 由熔融态向玻璃态转
K
变的过程是可逆的与
M
F
渐变的，这与熔体的
E 玻璃态
晶体
C
结晶过程有明显区别。
D
Tg
TM
冷却速率会影响Tg大小，快冷时Tg较慢冷时高， K点在F点前。Fulda测出Na－Ca－Si玻璃：
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＞ BaO
耐酸性 ZrO2 ＞Al2O3 ＞ ZnO
＞ CaO ＞ TiO2 ＞ MgO
＞ BaO
在三价氧化物中，氧化硼对玻璃的化学稳定性同样 会出现“硼反常”现象。
少量Al2O3能大大提高Na2O- CaO- SiO2玻璃的耐水
性。
在钠钙硅酸盐玻璃xNa2O· yCaO· zSiO2中，如果氧
在化学成分为100SiO2+(33.3-x) Na2O+xRO(R2O3 或RO2)的玻璃中，用CaO、MgO、Al2O3 、TiO2、 ZrO2、BaO等氧化物依次置换部分Na2O后，耐水 性和耐酸性的顺序为：
耐水性 ZrO2 ＞Al2O3 ＞ TiO2 ＞ ZnO
＞ MgO ＞ CaO
离子交换反应停止的真正原因：
Na+含量的降低； 抑制效应。
6.1.2 酸对玻璃的侵蚀 除氢氟酸外，一般酸并不直接与玻璃起反应，而是 通过水的作用侵蚀玻璃。
浓酸对玻璃Βιβλιοθήκη 侵蚀能力低于稀酸。 酸对玻璃的作用与水对玻璃作用又有所不同。
高碱玻璃的耐酸性小于耐水性，高硅玻璃的耐酸性大于耐
6.2 影响玻璃化学稳定性的因素
6.2.1 化学组成的影响 硅酸盐玻璃的耐水性和耐酸性主要取决于硅氧和碱 金属氧化物的含量。 玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时，由于“混合 碱效应”使玻璃的化学稳定性出现极值。
在硅酸盐玻璃中以碱土金属或其他二价金属氧化物 置换硅氧时会降低玻璃的化学稳定性，但降低的效 应较碱金属弱。
6.2.3 表面状态的影响 介质对玻璃的侵蚀首先从表面开始，表面状态对玻 璃化学稳定性具有重要的意义。 可以通过表面处理改变玻璃的表面状态。
从玻璃表面层移去对侵蚀介质具有亲和力的成分； 玻璃表面进行涂层。
6.2.4 温度和压力 化学稳定性随温度的升高而剧烈变化。
100 ℃以下，每升高10 ℃ ，侵蚀介质对玻璃的侵蚀速度
第六章 玻璃的化学稳定性
主要内容
6.1 玻璃的侵蚀机理
6.2 影响玻璃化学稳定性的因素
化学稳定性：玻璃制品在使用的过程中受到水、酸、 碱、盐类、气体及其它化学试剂溶液的侵蚀，玻璃
对这些侵蚀的抵抗能力。
玻璃具有较高的化学稳定性，但是在使用中有时还
是不能满足要求。
化学稳定性取决于玻璃的抗蚀能力以及侵蚀介质 （水、酸、碱及大气等）的种类和特性。
侵蚀时间
OH-离子的浓度
阳离子的种类
侵蚀后玻璃表面的硅酸盐在碱溶液中的溶解度
玻璃受碱侵蚀分为以下三个阶段：
第一阶段，碱溶液中的阳离子首先吸附在玻璃表面；
第二阶段，阳离子束缚周围的OH-离子， OH-离子攻击玻
璃表面的硅氧键。
第三阶段，硅氧骨架破坏后变成硅酸离子，和吸附在玻
璃表面的阳离子形成硅酸盐，并逐渐溶解在碱溶液中。
综上所述，碱性溶液对玻璃的侵蚀机理与水或酸不
同。
水或酸（包括中性盐或酸性盐）对玻璃的侵蚀只是改变、
破坏或溶解（沥滤）玻璃结构组成中R2O、RO等网络外 体物质。
碱性溶液不仅对网络外体氧化物起作用，而且也对玻璃
结构中的硅氧骨架起溶蚀作用。
6.1.4 大气对玻璃的侵蚀 先是以离子交换为主的释碱过程后逐步过渡到以破 坏网络为主的溶蚀过程。 水汽比水溶液具有更大的侵蚀性。
增加50~250%；
100 ℃以上，侵蚀始终是剧烈的。
压力的影响也很大。
作业
1、何谓玻璃的化学稳定性？ 2、试述水对硅酸盐玻璃的侵蚀机理。 3、水和水汽哪个对玻璃的侵蚀更厉害？为什么？ 4、玻璃容器为什么会产生脱片现象？ 5、影响玻璃化学稳定性的主要因素有哪些？ 6、对于硼硅酸盐玻璃如何提高其化学稳定性？
6.1 玻璃的侵蚀机理
6.1.1 水对玻璃的侵蚀
开始于水中的H+和玻璃中的Na+进行离子交换。
另一方面，H2O也能对硅氧骨架直接起反应。 玻璃表面形成硅酸凝胶保护膜，离子交换反应速度 变得缓慢，最后停止。 实验证明，硅酸凝胶保护膜并不是离子交换反应停 止的真正原因。
Na+被H+代替，结构变得疏松； H2O对网络的破坏也有利于扩散。
水性。
6.1.3 碱对玻璃的侵蚀 硅酸盐玻璃一般不耐碱。 碱对玻璃的侵蚀是通过OH-破坏硅氧骨架（≡Si-OSi ≡ ），使Si-O键断裂，SiO2溶解在碱液中。 碱的大量存在使得中和反应能够不断进行，所以， 侵蚀不是形成硅酸凝胶薄膜，而是玻璃表面层不断 脱落。
侵蚀程度与下列因素有关：
化物的含量符合下式，则可得到相当稳定的玻璃。
x2 z 3 y y
总之，凡能加强玻璃网络结构并使结构完整致密的 氧化物，都能提高玻璃的化学稳定性；反之，将使 玻璃的化学稳定性下降。
6.2.2 热处理的影响 一般来说，退火玻璃比淬火玻璃化学稳定性高。 明焰退火，玻璃化学稳定性增加； 暗焰退火，玻璃化学稳定性降低。 硼硅酸盐玻璃在退火过程中会发生分相，化学稳定 性与形成的分相结构有关。