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1 IVA -簡介

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2 IVA -參考資料

IVA族元素  【碳】元素符號C,原子序數6,原子量12.01,外圍電子層排布2s22p2,位於第二周期第ⅣA族,主要氧化數有+4、+2、-4、(-2),共價半徑為77皮米,離子半徑(C4+)16皮米,第一電離能1086.1千焦/摩爾,電負性2.5。有碳-12和碳-14兩種穩定的同位素,碳-14具有放射性。碳原子的價電子數目與價電子軌道數相等,是等電子原子,可以用sp、sp2、和sp3雜化軌道形成4個σ鍵、碳原子半徑小,還能形成p—pπ鍵,所以碳能形成多重鍵(雙鍵或叄鍵),碳原子自相結合成鍵的能力很強,所以碳的化合物特別多。在自然界分佈很廣,石墨、煤、石油、天然氣、石灰石、動植物體中都含碳元素。地殼中碳佔總質量的0.032%。碳有三種同素異形體:金剛石、石墨和無定形碳(如木炭、焦炭、炭焦等,由石墨微晶體構成)。碳的物理性質和化學活動性跟其晶體結構有密切關係。金剛石為典型原子晶體,不導電,硬度最大,密度3.51克/厘米3,熔點3550℃,沸點4827℃;石墨質軟,灰黑色,密度2.25克/厘米3,熔點3652℃,有良好傳熱和導電性。碳化學性質穩定,常溫下不跟空氣中的氧氣反應,不溶於水,稀鹼和有機溶劑中。在高溫時,碳燃燒生成一氧化碳或二氧化碳。鹵素中只有氟跟碳反應。跟硫在高溫下生成二硫化碳。紅熱的碳跟水蒸氣反應生成水煤氣(CO和H2)。高溫時可跟許多金屬反應生成金屬碳化物。高溫時有強還原性,可將一些金屬或非金屬從氧化中還原出來。可被熱濃硫酸或熱濃硝酸氧化成二氧化碳。碳有廣泛的用途,是鋼鐵和某些其他合金的重要組成部分,是冶金工業、化學工業的重要原料。碳在古代就被發現。裂解天然氣(主要成分是甲烷)可得到純凈的碳。
  【金剛石】是碳的一種同素異形體,典型的原子晶體。碳原子形成4個sp3雜化軌道,以共價鍵彼此相連,每個碳原子都處於與它相聯的四個碳原子所組成的正四面體的中心,組成了晶體,整個晶體可以看成是一巨型分子。晶體屬等軸晶系,常為八面體晶形。純品無色透明、有強烈光澤,因含雜質呈藍色、天藍色、淡黃色、紅色或黑色。密度3.15~3.53克/厘米3,熔點3550℃,沸點4827℃,硬度10,是最硬的物質。不導電。在紫外線下顯淡青藍色熒光。與各種化學試劑不起反應,777℃時能在氧氣中燃燒生成二氧化碳。用作高級的研磨、鑽孔、切割、拉絲工具。透明的經過琢磨稱為鑽石,是一種華貴的裝飾品。自然界有少量金剛石礦。用人工方法可製造金剛石,如石墨在高溫高壓和催化劑作用下可轉化成金剛石。
  【石墨】是碳的一種同素異形體,是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵,每個碳原子與另外三個碳原子相聯,六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環,伸展形成片層結構。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道,它們互相重疊,形成離域的π鍵電子在晶格中能自由移動,可以被激發,所以石墨有金屬光澤,能導電、傳熱。由於層與層間距離大,結合力(范德華力)小,各層可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質軟並有滑膩感。灰黑,不透明固體,密度2.25克/厘米3,熔點3652℃,沸點4827℃,硬度1。化學性質穩定,耐腐蝕,同酸、鹼等藥劑不易發生反應。687℃在氧氣中燃燒生成二氧化碳。可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。可用作抗磨劑、潤滑劑,高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑,還可用於製造坩堝、電極、電刷、乾電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。石墨比表面積研究是非常重要的,石墨比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
  【活性炭】是一種黑色粉狀,粒狀或丸狀的無定形具有多孔的碳,也具有石墨那樣的精細結構,只是晶粒較小,層層間不規則堆積。具有較大的表面積(500~1000米2/克),有很強的吸附性能,能在它的表面上吸附氣體、液體或膠態固體;對於氣體、液體,吸附物質的質量可接近於活性炭本身的質量。其吸附作用具有選擇性,非極性物質比極性物質更易於吸附。在同一系列物質中,沸點越高的物質越容易被吸附,壓強越大溫度越低濃度越大,吸附量越大。反之,減壓,升溫有利於氣體的解吸。常用於氣體的吸附、分離和提純,溶劑的回收,糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。可用木材、泥炭、堅果殼等為原料,經乾餾、活化處理后得到活性碳。活性炭比表面積研究是非常重要的,活性炭比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
  【焦炭】乾餾煤或石油瀝青后得到的固體產物。呈銀白色或灰黑色光澤。堅硬多孔,熱值為25000~31400千焦/千克。根據原料、乾餾溫度和用途的不同,可分為高溫焦、中溫焦、低溫焦、冶金焦、煤氣焦、石油焦等。焦炭燃燒時無煙、有較強的抗壓強度,是一種非常好的還原劑。用於生鐵和其它金屬的冶鍊,還用於製造電石、半水煤氣。是一種重要的化工原料。
  【炭黑】黑色質輕且細的無定形碳粉末。密度1.8~2.1克/厘米3。不溶於各種溶劑。根據不同原料得到的炭黑分別稱為乙炔黑、燈黑、混氣炭黑、氣黑等。按產品性能可分為:高耐磨炭黑、導電炭黑、補強炭黑等。主要用作橡膠的補強劑,也用於黑色顏料、油漆、油墨的製造。將天然氣、重油、焦油產品高溫裂解或進行不完全燃燒製得。炭黑比表面積研究是非常重要的,炭黑比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
  【二氧化碳】化學式CO2,式量44.01。俗名碳酸氣,也稱碳酸酐或碳酐。為無色略有酸味的氣體。密度為1.977克/升,熔點-56.6℃(226.89千帕——5.2大氣壓),沸點-78.5℃(升華)。臨界溫度31.1℃。常溫下7092.75千帕(70大氣壓)液化成無色液體。液體二氧化碳密度1.1克/厘米3。液體二氧化碳蒸發時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳,俗稱乾冰,是一種低溫致冷劑,密度為1.56克/厘米3。二氧化碳能溶於水,20℃時每100體積水可溶88體積二氧化碳,一部分跟水反應生成碳酸。化學性質穩定,沒有可燃性,一般不支持燃燒,但活潑金屬可在二氧化碳中燃燒,如點燃的鎂條可在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟鹼或鹼性氧化物反應生成碳酸鹽。跟氨水反應生成碳酸氫銨。無毒、但空氣中二氧化碳含量過高時,也會使人因缺氧而發生窒息。綠色植物能將二氧化碳跟水在光合作用下合成有機物。二氧化碳可用於製造碳酸氫銨、小蘇打、純鹼、尿素、鉛白顏料、飲料、滅火器以及鑄鋼件的淬火。二氧化碳在大氣中約佔總體積的0.03%,人呼出的氣體中二氧化碳約佔4%。實驗室中常用鹽酸跟大理石反應製取二氧化碳,工業上用煅燒石灰石或釀酒的發酵氣中來獲得二氧化碳。
  【一氧化碳】化學式CO,式量28.01。一氧化碳分子有十個價電子,是等電子體,分子中有三重鍵,一個σ鍵、兩個π鍵,其中一個π鍵為配位鍵,這對電子來自氧原子。一氧化碳是無色無臭氣體,密度1.25克/升,熔點-199℃,沸點-191.5℃,微溶於水。在空氣中燃燒時呈藍色火焰並生成二氧化碳,若跟空氣或氧氣混和點燃時容易發生爆炸。有還原性,在高溫下、是一種很好的還原劑,能還原許多金屬氧化物(如氧化鐵、氧化銅、二氧化錳等)。加熱時跟鹼反應生成甲酸鹽。
  NaOH+CO=HCOONa
  跟硫、氯反應分別生成硫氧化碳COS或光氣COCl2。能跟過渡金屬形成羰基絡合物Fe(CO)5、Ni(CO)4、和Cr(CO)6等。工業上常用亞銅鹽的氨水溶液來吸收混和氣體中的一氧化碳CO有毒,人吸入少量會感到頭痛,吸入多量會因缺氧致死,這是因為一氧化碳跟血紅蛋白形成穩定的絡合物,(一氧化碳跟血紅蛋白的親和力是氧跟血紅蛋白親和力的230~270倍)使血紅蛋白喪失了輸氧能力,即煤氣中毒。空氣中只要有八百分之一體積的一氧化碳,就可使人在半小時內死亡。一氧化碳用作氣體燃料,冶金工業中用作還原劑,化學工業中用做有機合成的原料。實驗室中用甲酸或草酸跟濃硫酸反應製取,工業上將用有限空氣通過灼熱的碳或將水蒸氣通過灼熱的碳來製取。
  【二硫化碳】化學式CS2,式量76.14。純品為無色液體,工業品含雜質者呈黃色,有臭味,有毒。密度1.26克/厘米3,熔點-108.6℃,沸點46.3℃。不溶於水,易溶於乙醇、乙醚、苯、四氯化碳。二硫化碳是良好的溶劑、能使白磷、硫、碘、蠟、樹脂、樟腦溶解,能溶於苛性鹼和硫化鹼溶液中。用作油脂、蠟、橡膠、硫、樹脂的溶劑,羊毛的脫脂劑,農作物的殺蟲劑,衣物的去漬劑。可用硫蒸氣跟紅熱的碳反應製得。
  【乾冰】化學式CO2,固態二氧化碳的俗稱。白色冰雪狀固體,分子型晶體。無毒無腐蝕性,密度1.56克/厘米3(-79℃)、熔點-56.6℃(226.89千帕——5.2大氣壓)。受熱后,在-78.5℃時不經過液態直接變成氣體(升華)。常壓下氣化時可得-80℃左右的低溫,減壓蒸發可得更低的溫度。用作低溫致冷劑,用於冷凍食品的運輸箱、冷藏卡車。與乙醚、氯仿或丙酮等有機溶劑組成的冷膏在施工中用於低溫冷浴,還可用於人工降雨、滅火和制汽水等。使液態二氧化碳減壓膨脹可製得乾冰。
  【硅】元素符號Si,原子序數14,原子量28.086,外圍電子排布3s23p2,位於第三周期第ⅣA族,共價半徑117皮米,離子半徑42皮米,第一電離能786.1千焦/摩爾,電負性1.8。有晶體和無定形兩種同素異形體。晶體硅呈銀灰色,有明顯的金屬光澤、晶格和金剛石相同,硬而脆,能導電,但導電率不如金屬且隨溫度的升高而增加,屬半導體。密度2.33克/厘米3,熔點1410℃,沸點2355℃,硬度7。低溫時單質硅不活潑,不跟空氣、水和酸反應。室溫下表面被氧化形成1000皮米二氧化硅保護膜。高溫時能跟所有鹵素反應,生成四鹵化硅,跟氧氣在700℃以上時燃燒生成二氧化硅。跟氯化氫氣在500℃時反應,生成三氯氫硅SiHCl3和氫氣。高溫下能跟某些金屬(鎂、鈣、鐵、鉑等)反應,生成硅化物,如:赤熱時跟水蒸氣反應生成二氧化硅和氫氣。跟強鹼溶液反應生成硅酸鹽放出氫氣。跟氫氟酸反應生成四氟化硅。用於製造合金如高硅鑄鐵、硅鋼等,還用於製造有機硅化合物如硅酮樹脂、硅油和硅橡膠等。高純度的單晶硅是半導體材料;摻有微量雜質的單晶硅可用於製造晶體管、整流器和太陽能電池等,廣泛應用於電子工業。1823年瑞典的貝采利烏斯用氟化硅或氟硅酸鉀與鉀共熱得到粉狀硅,並確定其為元素。從前叫矽(音西),因同音元素較多,中國化學界於1953年把矽改稱硅。硅在自然界分佈很廣,在地殼中硅原子的含量為16.7%,質量百分含量為27.6%,自然界的硅由硅-28、硅-29、硅-30三種穩定同位素組成,硅是組成岩石礦物的一種基本元素,主要以石英砂或硅酸鹽的形式存在。工業上用碳在電爐內還原二氧化硅製得粗硅。用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅可製得高純度硅。
  【單晶硅】硅的單晶體。具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質,是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999%,甚至達到99.9999999%以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。
  【二氧化硅】化學式SiO2,式量60.08。也叫硅石,是一種堅硬難溶的固體。從地面往下16千米幾乎65%為二氧化硅的礦石。天然的二氧化硅分為晶態和無定形兩大類,晶態二氧化硅主要存在於石英礦中。純石英為無色晶體,大而透明的稜柱狀石英為水晶。二氧化硅是硅原子跟四個氧原子形成的四面體結構的原子晶體,整個晶體可看作是一個巨大分子,SiO2是最簡式,並不表示單個分子。密度2.32克/厘米3,熔點1723±5℃,沸點2230℃。無定形二氧化硅為白色固體或粉末。化學性質很穩定。不溶於水也不跟水反應。是酸性氧化物,不跟一般酸反應。氣態氟化氫或氫氟酸跟二氧化硅反應生成氣態四氟化硅。跟熱的強鹼溶液或熔化的鹼反應生成硅酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成硅酸鹽。用於製造石英玻璃、光學儀器、化學器皿、普通玻璃、耐火材料、光導纖維,陶瓷等。二氧化硅比表面積研究是非常重要的,二氧化硅比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
  【石英】礦物名。主要化學成分為SiO2,三方晶系,晶體呈六方柱狀。常呈晶簇狀、粒狀、塊狀等單體或群體。顏色不一,無色透明的晶體稱水晶,乳白色的稱乳石英,紫色的稱紫水晶,煙黃褐色的稱煙晶、茶晶,黑色的稱墨晶,晶體中含有白色或其它顏色放射狀物的稱金星石。玻璃光澤,無解理,貝殼狀斷口,硬度7,密度2.65~2.66克/厘米3。純凈的石英能讓一定波長範圍的紫外線、可見光和紅外線透過。具有旋光性、壓電和電致伸縮性質。石英的完整晶體產於岩石晶洞中,塊狀的常產於熱液礦脈中,也是花崗岩、片麻岩和砂岩等各種岩石的重要組成部分。石英晶體也可以用人工方法製成。結晶良好的晶體可用作光學儀器和壓電材料;其它各種形態的石英變種可用於製造玻璃、搪瓷及研磨材料和建築材料等。
  【水晶】見石英條。
  【壓電石英】石英的變種之一。指能用於電子工業製造石英鐘、高頻振蕩器、濾波器等壓電石英片的純潔石英。這種石英晶體必須無色透明,不含雜質和裂隙、並且不具雙晶。
  【石英玻璃】由二氧化硅組成的玻璃。這種玻璃硬度大可達莫氏七級,膨脹係數低,耐熱性、化學穩定性、電絕緣性都比較好,除氫氟酸、熱磷酸外,對一般酸有較好的耐酸性。透明的石英玻璃有良好的透紫外線性能和光學性能。用於製造光學儀器、電學設備、醫療設備和耐高溫耐腐蝕的化學儀器。高純石英玻璃可制光導纖維。
  【四氟化硅】化學式SiF4,式量104.09。無色氣體,有窒息性氣味、密度4.67克/升,熔點-90.2℃,沸點-86℃。在潮濕空氣中水解發煙,遇水水解,生成原硅酸H4SiO4和氫氟酸,水解生成的氫氟酸跟未水解的四氟化硅絡合生成氟硅酸。能溶於硝酸和乙醇。用於化學分析,製備氟硅酸。用濃硫酸、氟化鈣及二氧化硅混合加熱可得本品。也是硫酸跟氟磷酸鈣制磷肥的副產物。
  【氟硅酸】化學式H2SiF6,式量144.12,無水氟硅酸為無色氣體,化學性質不穩定,常溫下易分解為四氟化硅和氟化氫。水溶液顯強酸性,一般能製得60%的水溶液,酸的強度跟硫酸相當、濃溶液冷卻,有無色含水氟硅酸析出。具有消毒性能,可作啤酒釀造中的消毒劑。由四氟化硅跟氟化氫直接反應製得,也可將二氧化硅溶解於氫氟酸中製得。
  【硅酸】原稱偏硅酸,化學式H2SiO3,式量78.10。白色無定形粉末,不溶於水。是一種二元弱酸,電離平衡常數K1=2×10-10(室溫)。不溶於鹽酸、硫酸,溶於氫氟酸。溶於氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液,生成硅酸鉀K2SiO3或硅酸鈉Na2SiO3和水。熔點為150℃(分解)。加熱到150℃以上時分解為二氧化硅和水,二氧化硅是硅酸酐。用做氣體和蒸氣的吸收劑、催化劑或做其它催化劑的載體。由於二氧化硅不跟水化合,所以硅酸主要通過硅酸鹽溶液跟強酸反應製得。
  【硅膠】化學式SiO2·xH2O或mSiO2·nH2O,也稱氧化硅膠或硅酸凝膠。硅膠成無色透明或乳白色顆粒。通常含水分約3~7%。具有多孔結構。有較強的吸附性,吸濕量能達到40%左右。主要用於氣體乾燥、氣體吸收、液體脫水,催化劑、催化劑載體以及用作氣相色譜分析試劑、薄層色譜分析試劑、柱式色譜填料。為了表示吸水程度的大小,市場出售的變色硅膠是將硅酸凝膠用氯化鈷溶液浸泡、乾燥活化后製得的一種乾燥劑。用硅酸鈉溶液(水玻璃)跟鹽酸或稀硫酸反應,經膠凝、洗滌、乾燥、烘乾製成。硅膠比表面積研究是非常重要的,硅膠比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。
  【四氯化硅】化學式SiCl4,式量169.9,無色發煙液體。密度1.483克/厘米3(液),熔點-70℃,沸點57.57℃。在水中水解;在潮濕空氣中水解,生成硅酸和氯化氫,並形成白霧。能溶於四氯化錫、四氯化碳。對皮膚有腐蝕性。高溫時可被氫氣還原生成硅和氯化氫。主要用於製造硅酸樹脂、有機硅單體、有機硅油、高溫絕緣漆、硅樹酯和硅橡膠等,也用它作煙霧劑。將粗硅跟氯氣反應,再經蒸餾製得。
  【碳化硅】化學式SiC,俗稱金剛砂。純品為無色晶體,屬原子晶體,一般因含雜質而呈暗黑色。硬度9,僅次於金剛石,密度2.317克/厘米3,熔點約2700℃(升華並開始分解)。難溶於水和酸。可用於制砂輪、磨石、砂布、研磨粉、耐火材料等。碳化硅單晶可制電子器件。將石英砂、焦炭在電爐中強熱可製得。
  【金剛砂】狹義指碳化硅,廣義是用作磨料的金剛石、石榴石、碳化硅及剛玉的統稱。
  【硅烷】硅原子跟碳原子結構相似,可跟氫組成一系列硅氫化合物。硅氫化合物總稱為硅烷,通式是SinH2n+2,目前已製得的有一硅烷SiH4也叫甲硅烷到六硅烷Si6H14共六種。甲硅烷:SiH4,無色無臭氣體、密度1.44克/升,熔點-185℃,沸點-111.8℃,不溶於水。乙硅烷:Si2H6,無色無臭氣體,密度2.87克/升,熔點-132.5℃,沸點-14.5℃,微水解。其它硅烷是液體。硅烷都能溶於有機溶劑,如乙醇、苯、二硫化碳等。硅烷比烷烴化學性質活潑。所有硅烷熱穩定性都很差。將高硅烷適當加熱,分解為低硅烷。低硅烷(如SiH4)在溫度高於500℃時分解為硅和氫氣。有強還原性。在空氣中能自燃,生成二氧化硅和水,並放出大量的熱,可被一般氧化劑氧化,如:
  SiH4+2KMnO4=2MnO2↓+K2SiO3+H2↑+H2O
  室溫下跟鹵素髮生爆炸性的反應。在強鹼溶液中水解為硅酸鹽和氫氣。在鹵化鋁催化作用下,跟乾燥的鹵化氫反應,生成鹵硅烷。用硅化鎂跟鹽酸反應,立即有氣體放出,這種氣體為硅烷的混合物,其中大部分為甲硅烷。還可用硅化鎂跟溴化銨在液氨中反應製得。混合氣體經液化后再分餾,得到不同硅烷。
  【鍺】元素符號Ge,原子序數32,原子量72.59,外圍電子排布式4s24p2,原子半徑122皮米,Ge4+半徑53皮米,第一電離能769.12千焦/摩爾,電負性1.8,主要氧化數為+4、+2。位於第四周期ⅣA族。銀白色有光澤金屬,質脆,晶體鍺具有金剛石結構,密度5.35克/厘米3,熔點937.4℃,沸點2830℃。室溫下在空氣中較穩定,在高溫下能被氧化。粉狀鍺可在氯或溴中燃燒。不溶於水和鹽酸及稀硫酸。能溶於濃硝酸、濃硫酸或王水。不溶於稀苛性鹼溶液;可溶於熔融的苛性鹼、硝酸鹽或碳酸鹽,生成鍺酸鹽。能跟硫化合生成硫化鍺。在1000℃以上可跟氫化合。高純度鍺是半導體材料,摻有微量特定雜質的鍺單晶可用於制各種晶體管、整流器及其他器件,作為溫差電池材料用於制太陽能電池、光電池,用於制熱敏電阻、薄膜電阻、半導體溫度計、專門透過紅外線的鍺窗、稜鏡或透鏡等。鍺的化合物用於制熒光板及各種高折光率玻璃。鍺屬於稀散元素,沒有可供工業開採的礦石,在地殼中占質量的7.0×10-4,在煤、銀、錫、鋅、銅等礦中含有少量。近代工業生產主要以硫化鋅礦、煤以及冶金廢料或煙道灰塵中回收。門捷列夫於1871年曾預言其存在,十四年後德國化學家文克勒於1885年在分析硫銀鍺礦時發現了鍺,後由硫化鍺與氫共熱,制出了鍺。提煉鍺的原理是先將硫化物礦氧化,使礦石中的硫化鍺轉化為二氧化鍺,再用鹽酸溶解並蒸餾,利用四氯化鍺的揮發性將它分離出來。再將四氯化鍺水解,使其轉變為二氧化鍺,然後在低於540℃的溫度用氫氣還原氧化鍺
  【二氧化鍺】化學式GeO2,式量104.59。白色粉末不溶於水,不跟水反應。是以酸性為主的兩性氧化物。可溶於濃鹽酸生成四氯化鍺,也可溶於強鹼溶液,生成鍺酸鹽,如:
  GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O
  用作半導體材料。由鍺加熱氧化或由四氯化鍺水解製得。
  【四氯化鍺】化學式GeCl4,式量214.43。無色液體,能與硫酸混溶,遇水分解生成二氧化鍺。密度1.879克/厘米3,熔點-49.5℃,沸點83.1℃。制半導體鍺的原料。由濃鹽酸溶解二氧化鍺製得。
  【錫】元素符號Sn,原子序數50,原子量118.7,外圍電子排布5s25p2,位於第五周期ⅣA族,原子半徑140皮米,Sn4+半徑71皮米,第一電離能714.78千焦/摩爾,電負性1.8。錫有三種同素異形體:灰錫(α體)、白錫(β體)、脆錫(γ體),其轉化溫度為:白錫是銀白色金屬,有延展性,密度7.31克/厘米3,熔點231.88℃,沸點2270℃。平常的白錫為金剛石晶型,可在13.2℃時極緩慢地轉變成灰錫,當溫度遠低於零度時才有明顯變化,而在-48℃時變得最快,變為灰錫時錫製品完全毀壞,毀壞先在某點開始,迅速蔓延開,故稱為錫疫。灰錫為四方晶體,密度為5.75克/厘米3。白錫在161℃時轉變為脆錫,脆錫為正交晶體,密度為6.52~6.56克/厘米3。錫在空氣中可形成緻密氧化物保護膜,阻止進一步氧化。高溫時錫在空氣中燃燒發白光生成二氧化錫。常溫下不跟水反應,紅熱時跟水反應。可跟鹵素和硫化合,如氯氣跟熔融錫化合生無色液體四氯化錫。與稀鹽酸反應慢,跟熱濃鹽酸反應快,生成二氯化錫和氫氣。與稀硫酸難反應,跟熱濃硫酸反應生成硫酸錫。
  跟冷稀硝酸反應生成Sn(NO3)2:
  4Sn+10HNO3(稀)=4Sn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
  跟濃硝酸反應生成白色沉澱β錫酸。
  Sn+4HNO3(濃)=H2SnO3↓+4NO2↑+H2O
  與強鹼溶液反應生成錫酸鈉並放出氫氣
  Sn+2NaOH+H2O=2H2↑+Na2SnO3
  錫用於制各種合金如青銅、焊錫合金、巴氏合金、鉛字合金等。由於錫和錫的無機鹽無毒,用於制貯存食品的鍍錫容器,鍍錫鐵片叫馬口鐵,還應用電鍍、陶瓷和塑料工業。錫在古代是人類最早應用於生產和生活的金屬之一。在地殼中占質量的0.004%。主要的礦物是錫石SnO2。將錫石經選礦后,用碳還原製得粗錫,然後用電解法或加熱重熔精製。
  【一氧化錫】又名氧化亞錫,化學式SnO,式量134.7。暗灰或棕黑色粉末。在空氣中穩定,加熱時轉化為氧化錫(二氧化錫),不溶於水和醇。溶於鹽酸或稀硫酸生成亞錫鹽,溶於濃的強鹼溶液生成亞錫酸鹽。有還原性。用作還原劑,製備亞錫鹽,還用於電鍍和玻璃工業。由亞錫鹽溶液跟氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化亞錫Sn(OH)2,再加熱分解生成氧化亞錫。
  【二氧化錫】又名氧化錫,化學式SnO2,式量150.7。白色,四方、六方或正交晶體,密度為6.95克/厘米3,熔點1630℃,於1800~1900℃升華。難溶於水、醇、稀酸和鹼液。緩溶於熱濃強鹼溶液並分解,與強鹼共熔可生成錫酸鹽。能溶於濃硫酸或濃鹽酸。用於制錫鹽、催化劑、媒染劑,配製塗料,玻璃、搪瓷工業用作拋光劑。錫在空氣中灼燒或將Sn(OH)4加熱分解可製得。
  【氯化亞錫】化學式SnCl2,式量189.6,又名二氯化錫。白色結晶,溶於水、醇、丙酮、乙醚。熔點246℃。易水解生成Sn(OH)Cl,為防水解,先將固體SnCl2溶於濃鹽酸,再加水稀釋。有較強的還原性,可將汞鹽還原為亞汞鹽或金屬汞。用作還原劑、媒染劑以及用於銀、砷、鉬、汞的測定。用錫跟濃鹽酸或用一氧化錫跟鹽酸反應可製得。
  【氯化錫】又名四氯化錫,化學式SnCl4,式量260.53。無色發煙液體,呈鹼性,溶於水並放出大量熱,其稀水溶液因水解而產生錫酸沉澱。能與醇、二硫化碳和松節油任意混溶。對氯氣的吸收量很大。密度2.23克/厘米3,熔點-33℃,沸點114℃,有腐蝕性,有毒。用於有機錫製備。有機分析中用以皂化酚和醚,由銣和鈀中分離鉀。其水合物為SnCl4·5H2O,白色或淺黃色固體,吸濕性強,易溶於水。用於有機合成、媒染劑、電子工業由錫跟乾燥氯反應製得。
  【錫酸鈉】化學式Na2SnO3·3H2O,式量266.74。無色六方晶體或白色粉末。140℃失去三個結晶水。在空氣中易吸收水分和二氧化碳生成氫氧化錫和碳酸鈉。溶於水、不溶於醇。用作紡織品的防火劑、增重劑和媒染劑,還用於玻璃、陶瓷製造工業。由錫與氫氧化鈉共熔,或由二氧化錫跟氫氧化鈉溶液反應製得。
  【鉛】元素符號Pb,原子序數82,原子量207.2,外圍電子排布6s26p2,位於第六周期ⅣA族,原子半徑146皮米,Pb4+半徑84皮米,第一電離能718.96千焦/摩爾,電負性1.8,主要氧化數+2、+4。銀灰色有光澤的重金屬,在空氣中易氧化而失去光澤,變灰暗,質柔軟,延性弱,展性強。密度11.34克/厘米3,熔點327.5℃,沸點1740℃。有較強的抗放射性穿透的性能。有毒。在常溫下在空氣中,鉛表面易生成一層氧化鉛或鹼式碳酸鉛,使鉛失去光澤且防止進一步氧化。不溶於水。易和鹵素、硫化合,生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的鉛跟空氣反應生成一氧化鉛,將鉛在純氧中加熱可得二氧化鉛。與鹽酸反應放出氫氣並生成微溶性的PbCl2,覆蓋在鉛表面,使反應中止。與熱濃鹽酸反應生成HPbCl3、和H2。與稀硫酸反應放出氫並生成難溶的PbSO4覆蓋層,使反應中止。但易溶於熱的濃硫酸生成Pb(HSO4)2並放出SO4。跟稀硝酸或濃硝酸反應都可生成硝酸鉛Pb(NO3)2。在有氧存在的條件下可溶於醋酸等有機酸,生成可溶性的鉛鹽。跟強鹼溶液緩慢的反應放出氫氣生成亞鉛酸鹽,如:
  Ph+2NaOH=Na2PbO3+H2↑
  在有氧氣條件下跟水反應生成難溶的Pb(OH)2。鉛早在公元前三千年左右就被人類發現並應用。在地殼中質量百分比為0.0016%。主要存在於方鉛礦(PbS),白鉛礦(PbCO3)中。用作電纜,蓄電池、鑄字合金、巴氏合金、金屬結構的陰極保護層、防X射線等輻射的材料。用焦炭還原氧化鉛製得。
  【一氧化鉛】又稱黃色氧化鉛,俗名黃丹或密陀僧。化學式PbO,式量223.19。有多種變體,四方晶體呈黃紅色,密度為9.53克/厘米3;斜方正交晶體呈黃色,密度為8.0克/厘米3;無定形者為黃色到紅黃色,密度9.2~9.5克/厘米3。熔點888℃。難溶於水和乙醇。溶於硝酸、醋酸生成相應的鉛鹽。溶於熱的強鹼溶液生成亞鉛酸鹽。吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鉛。在空氣中加熱至500℃可生成四氧化三鉛。加熱時可被碳、氫氣、一氧化碳還原成鉛。與甘油混和生成堅硬的物質、可用作粘合劑。用作顏料、塗料油漆的催干劑、冶金助熔劑,還用於制特種鉛玻璃、搪瓷、蓄電池電極、橡膠。用空氣氧化熔融鉛或加熱碳酸鉛、硝酸鉛分解製得。
  【二氧化鉛】又稱棕色氧化鉛。化學式PbO2,式量239.19,棕色細片粉末。密度9.375克/厘米3,難溶於水和乙醇。將二氧化鉛加熱,它會逐步轉變為鉛的低氧化態氧化物並放出氧二氧化鉛系兩性氧化物,酸性比鹼性強。跟強鹼共熱生成鉛酸鹽。有強氧化性。跟硫酸共熱生成硫酸鉛、氧氣和水。跟鹽酸共熱,生成二氯化鉛、氯氣和水。跟硫、磷等可燃物混和研磨引起發火。用作分析試劑、氧化劑、媒染劑、蓄電池電極,還用於制火柴、染料等。用熔融的氯酸鉀或硝酸鹽氧化一氧化鉛,或用次氯酸鈉氧化亞鉛酸鹽可製得二氧化鉛。
  【四氧化三鉛】俗稱紅丹或鉛丹,紅色氧化鉛。化學式Pb3O4,式量685.57。橙紅色晶體或粉末,密度9.1克/厘米3,不溶於水和醇。四氧化三鉛中,有2/3的鉛氧化數為+2,1/3的鉛氧化數為+4,化學式可寫作2PbO·PbO2。根據結構應屬於鉛酸二價鉛鹽(Pb2[PbO4])。在加熱至500℃以上時分解為一氧化鉛和氧氣。不溶於水。可溶於熱鹼溶液中。有氧化性,跟鹽酸反應放出氯氣;跟硫酸反應放出氧氣。可被稀硝酸分解,其中2/3的鉛被酸溶解,生成硝酸鉛(Ⅱ),其它為不溶的二氧化鉛。一氧化鉛有鹼性,溶於稀硝酸,二氧化鉛呈弱鹼性,稍溶於酸。有毒。用於制鉛玻璃、油漆、蓄電池、陶瓷、搪瓷。還用於制鋼鐵塗料。將一氧化鉛粉末在空氣中加熱至450~500℃氧化製得。
  【硝酸鉛】化學式Pb(NO3)2,式量331.21。無色單斜或立方晶體。密度4.53克/厘米3。溶於水,微溶於醇。在470℃時分解為一氧化鉛、二氧化氮和氧氣。有強氧化性,與有機物接觸、摩擦或撞擊能引起燃燒或爆炸。有劇毒。用作氧化劑、媒染劑、照相增感劑、分析試劑、製版等。由鉛跟硝酸反應製得。
  【醋酸鉛】亦稱乙酸鉛,俗稱鉛糖。無色晶體或白色粉末,化學式(CH3COO)2Pb·3H2O,式量379.33,密度2.55克/厘米3。75℃失去結晶水,無水物是白色粉末,密度3.25克/厘米3,熔點280℃。味甜,有毒!易溶於水和甘油,微溶於乙醇。具有醋酸氣味。在空氣中吸收二氧化碳后變為不溶性的鹼式碳酸鹽。在100℃時分解出乙酸,在200℃時完全分解。用作分析試劑、媒染劑、染髮劑、醫藥、生物染色、有機合成,還用於制鉻酸鉛顏料等。由鉛粒跟醋酸反應製得。
  【硫化鉛】化學式PbS,式量239.25,藍色有金屬光澤立方晶體或棕黑色粉末。密度7.5克/厘米3,熔點1114℃,在860℃時開始揮發,難溶於水和鹼溶液。可溶於硝酸。在空氣中灼燒,可生成一氧化鉛和二氧化硫。自然界中主要礦石為方鉛礦,是煉鉛的原料。高純度的硫化鉛用作半導體。將硫化氫通入酸性硝酸鉛溶液可製得。
  【鉻酸鉛】俗名鉻黃,化學式PbCrO4,式量323.18。黃色或橙黃色針狀晶體或粉末,密度6.12克/厘米3,熔點844℃。難溶於水,溶於強鹼溶液或硝酸。有毒。加熱到熔點以上,緩慢分解放出氧氣。用作分析試劑、氧化劑、黃色顏料。由鉻酸鉀溶液跟硝酸鉛溶液反應製得。
  【密陀僧】見一氧化鉛條。
  【黃丹】見一氧化鉛條。
  【紅丹】見四氧化三鉛條。
  【鉛丹】礦物名,主要成分是Pb3O4,紅色粉末狀塊體。硬度2~3,密度4.6克/厘米3,常與方鉛礦和白鉛礦伴生。用於制紅色顏料和鉛玻璃。通常用的紅丹即鉛丹,大部分由人工製成。
  【方鉛礦】主要成分為PbS,常含銀。等軸晶系,晶體形狀多為立方體、有時為八面體。鉛灰色,有金屬光澤,立方體解理完全,硬度2~3,性脆,密度7.4~7.6克/厘米3。煉鉛的主要礦石,由於常含銀,又是煉銀的主要礦石。
  【錫石】礦物名。化學成分為SnO2,四方晶系,晶體一般為雙錐狀,雙錐柱狀,常具膝狀雙晶,集合體呈不規則顆粒。通常呈棕色至黑褐色,有金剛光澤。硬度6.0~7.0,密度6.8~7.0克/厘米3。是煉錫的主要原料。密塊狀。白色微帶淺灰。金剛光澤,硬度3.0~3.5,密度6.4~6.6克/厘米3。煉鉛用礦石。
  粉體比表面積研究是非常重要的,粉體比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法,國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀錶盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。

3 IVA -參考資料

http://baike.c114.net/view.asp?id=2987-DC2BD858&word=IVA
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