浙江大学：《材料合成与制备》课程教学资源（课件讲稿）第二章 湿化学材料合成和制备（打印版）

第二章湿化学材料合成和制备 第二章湿化学材料合成和制备 湿化学制备材料大致过程 先驱体产物 颗粒 200nm 的水解和聚 固相 棒 合反应 物质 线 化学 先驱体 500nm 湿

第二章湿化学材料合成和制备湿化学制备材料大致过程Xerogel filmDensefilmo8HeatCoating薄膜noobolooeMetalAlkoxide干胶薄膜Soutiot溶液DenseACU湿凝胶ramicsEvaporationa陶瓷Hydrolysis干胶PolymerizationAerogelGellingUniformparticles气凝胶Precipitatint颗粒溶胶Furnace纤维Ceramicfibers

第二章湿化学材料合成和制备本章内容及相互关系胶体化学各种内在和外在因素的影响水热法沉淀广先驱体水解聚合一溶胶→氧化物拉凝胶溶胶一凝胶法部分电荷模型来判断相应反应的进行控制)凝胶的陈化、干燥、热处理等基本变化规律

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理部分电荷模型（PartialChargeModel）1.1部分电荷模型：当具有不同电负性值的几个原子形成化合物后，这些原子具有相同的电负性值。(8)部分电荷8>0o<8=08=0+电负性小电负性大失电子后电得到电子后电负性减小负性增加

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理一个分子或基团上的原子上所带部分电荷的多少，会对该分子或基团反应活性有直接的影响部分电荷具体的计算：米平均电负性EVx+1.36zXZ,1/Vx,其中%为一个化合物分子或离子团中原子的电负性值，z为离子团的电价米第i个原子的部分电荷值为, =(x - x°) /1.36

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理米如H,O分子上H和O原子上的部分电荷8m H:0: 8HOHH°=2.1, %o°=3.5,XHH20=2.491,8(oH)= -0.206=+0.20, 8o=-0.40

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理1.2阳离子水解在溶液中，离子存在的状态，阳离子以水合离子形式存在[M(OH,]z+。如NaCI8+8+Na:Cl-ionion08+88+H:O:Nai

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理[M(OH,)~J+中M一O一H，如M一O键强较大,O-H键就会弱化，质子H就有可能离解出→水解H:O:→H+-0-M-H通式可写成：[M(OH)n]z+ + h H,O -→ [M(OH),(OH)n-hJα- h)+ + h H,O+乙为金属离子价态h水解度N为配位数

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理测出水解度h值，才有可能了解合成初期的金属离子结构和组成状态，[M(OH),(OH,)N-nJ(α-h)+假如产物的平均电负性值可测量或计算的话，可计算出8,值。。 6, = ( - x)/1.36 Vx!由Z8,=(z-h)，计算出h。利用水解反应过程中，平衡时假使水解产物的平均电负性(%)与溶剂中水分子的平均电负性(%)相同。而%w=2.732—0.035pH。8, =(x% - x0)/1.36(x0)/2h = [z-n8 -2N8μ - 8Ml/[1-OH]h值取决于水溶液中的pH值

第一节水溶液中氧化物合成过程中的化学原理不同pH值下的Cr6+离子情况（配位数为4）：h=6, CrO2(OH)2, pH=0,h=7, CrO,(OH)h=8, Cr02,pH=14不同pH值下的Cr3+离子情况（配位数为6）pH值为0-14之间时，其0.4<h<5.1。h=0,[Cr(OH2)]3+h = 5, [Cr(OH)s(OH,)}2