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非金屬范文1
1、非金屬氧化物是指僅由一種非金屬元素和氧元素組成,如二氧化碳(CO)的二元化合物等。非金屬氧化物不一定是酸性氧化物,如CO。酸性氧化物也不一定是非金屬氧化物,如Mn2O7。
2、舉例:典型的如:水(H2O)、二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、五氧化二磷(P2O5)等。
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非金屬范文2
【關鍵詞】 非金屬管材 負壓 自動化
非金屬瓦斯抽放管材主要用于煤礦瓦斯的抽采治理。它在我國瓦斯治理“十二字方針”——“先抽后采、以風定產、監測監控”中排在第一位。我國煤礦有相當大部分是屬于高瓦斯礦井,瓦斯事故仍然在煤礦重特大事故中占的比重較大,占70%以上,瓦斯事故仍然是安全生產第一殺手。在采礦之前先對煤層中瓦斯進行抽采,它可以減少瓦斯涌出、預防瓦斯超限、降低瓦斯積聚;降低煤層中存儲的瓦斯能量、提高煤體強度,防治瓦斯突出;同時抽出的瓦斯氣體可直接做為生產生活用能源,也可用于發電,降低溫室氣體的排放。現在煤礦所用的瓦斯抽采管至少有80%以上均是采用的非金屬管材。
非金屬瓦斯管材正常工作狀態是:長時間工作在負壓(或正壓)狀態下,所以對其進行耐負壓試驗很有必要。在本項目實施之前,國內及國際上均沒有滿足標準AQ1071的管材負壓試驗裝置。
1 試驗原理
標準AQ1071耐負壓試驗的要求是:負壓輸送瓦斯的管材在0.097MPa負壓力下,保壓100h,應無吸扁和破壞。
2 非金屬管材負壓試驗系統硬件部分的研究
2.1 氣路系統方案設計及論證
通過研究標準AQ1071。發現管材負壓試驗系統實際上與一個真空系統相似,而一個較完善的簡單真空系統(如圖1)應由下列部分組成:
(1)被抽容器;
(2)真空測量裝置:例如真空壓力表(簡稱真空表)、各種真空規管;
(3)連接管道;
(4)真空閥門:在真空系統中,用來改變氣流方向,調節氣流量大小,切斷或接通管路的真空系統元件稱為真空閥門;
(5)抽氣設備:例如各種真空泵,真空系統的極限真空度由抽氣設備性能決定,在有的情況下需要兩級以上的真空泵。
2.1.1 真空測量裝置的設計
(1)真空測量裝置選型:
標準AQ1071中對真空表規定如下:
測量范圍:-0.1MPa-0MPa,測量精度±0.001MPa。
而項目計劃任務書中要求要實現自動化控制,且自動記錄壓力時間曲線,這就要求選用帶數字信號輸出的壓力變送器才能實現。
據此兩點選用的壓力變送器具體參數如表1。
(2)真空測量裝置安裝位置設計:
裝置最先設計將測量儀表安裝在抽氣管路上,認為這樣可以節省測量儀表的管路。不過,做了一個對比試驗,試驗大氣壓力為-96.52kPa,如圖8在被試樣品與抽氣管路各安裝一臺壓力變送器,記錄的數據如表2。
分析上面的數據可知,在抽氣管路上的測量儀表2不能準確地反映被試樣品內的壓力,它比被試樣品中的壓力約低10kPa左右。分析原因一方面應是被試樣品的夾具及連接管路上有微漏,另一方面是因抽氣管的阻力原因。所以應將測量儀表安裝在被試儀器上。
2.1.2 真空閥的選型設計
裝置中使用真空閥門的目的是為了開關氣路,改變氣流的流經路線,以實現對各路樣品的抽氣切換。真空系統中所使用的閥門其工作壓力低于大氣壓,而閥瓣上的壓降不能超過0.1MPa。必須采采用特殊設計。所以最終決定選用電磁真空擋板閥,具體參數如表3。
2.2 控制系統方案設計
如圖3所示,本裝置設計了觸摸屏做為裝置的輸入與輸出顯示界面,用戶可在其上對試驗壓力P、試驗時間t、試驗路數等進行設置。由PLC做為控制核心,由它通過控制電路控制真空泵及電磁閥的開啟。然后考慮到負壓試驗一次持續時間長,所以設計了三路試驗通路,每一路上均有壓力變送器。使其各路可獨立或同時試驗。
3 控制軟件的開發
3.1 標準中規定的試驗過程研究
通過研究標準我們可知道具體的試驗過程應是:通過控制模塊或者計算機對試驗條件中的試驗壓力P、試驗時間t和試驗結束條件進行設置,然后將密封好的試驗管材與試驗系統中的真空泵的進氣口連接進行試驗。當真空泵將試驗管材內的空氣抽到一定程度,達到設定的試驗壓力P,則真空泵停止工作,開始計時。如果試驗管材因內部氣壓低,發生變形或者其他原因引起壓降,則由控制系統控制,真空泵再次啟動,使試驗壓力達到設定值,直到試驗結束條件啟動,打開電磁閥,釋放壓力。
3.2 軟件功能及程序框圖設計
(1)具有參數設置功能:用戶可設定抽氣壓力上下限值、試驗時間;
(2)可自動控制真空泵及真空電磁閥的開關,以保證試驗壓力在設定范圍;
(3)試驗分支管路如有較大泄漏,可自動報警停機;
(4)試驗對象出現抽潰或其它破壞現象,可自動報警停機;
(5)試驗時間達到設定值,可自動停機;
(6)可生成歷史試驗壓力、時間曲線;
(7)試驗數據可自動保存并用U盤輸出。
根據分析,試驗管道由于夾具的裝配方式,以及接頭處的結構等,總會有一定的泄漏。如是很小的泄漏,則對抽氣壓力影響力不大,仍然可在較短的時間內達到壓力下限,對試驗過程影響不大。但如果泄漏較大,此時樣品中壓力波動較快,造成真空泵較為頻繁啟停。如泄漏更大,此時壓力下限將不容易達到,可能造成真空泵長時間工作,這將容易損壞真空泵。對較大的泄漏判斷,研究后發現此時相應管路上電磁閥長時間開啟,遠超過其一次正常工作打開的時間,所以決定采用電磁閥一次打開的時間長短來進行判斷。此時間長短用戶還可根據被試樣品容積大小進行設置。
對被試樣品出現破壞的判斷,此時樣品的真空狀態被破壞,壓力急劇上升,迅速超出設定的壓力上下限范圍。所以此時可用樣品中的真空壓力來判斷。由此畫出了程序框圖如圖4。
3.3 軟件界面設計
為便于軟件的開發、維護,軟件共分為1個主界面和5個分界面。分別為:程序主界面、參數設置界面、歷史曲線查詢界面、歷史數據導出界面、報警查詢界面、聯系信息界面。
4 本裝置的作用及特點
(1)完全符合標準AQ 1071-2009 《煤礦用非金屬瓦斯輸送管材安全技術要求》對管材負壓試驗的規定要求。
(2)完全符合標準GB/T 19471.2-2004 《塑料管道系統 硬聚氯乙烯(PVC-U)管材彈性密封圈式承口接頭 負壓密封試驗方法》對管材負壓試驗的規定要求。
(3)本裝置的使用面廣:它不光可用于煤礦用非金屬瓦斯輸送管材負壓試驗,可用于其它行業其它材質管材的負壓試驗。
(4)裝置設計的靈活較高:用戶可自行設定某一路的壓力、試驗時間及是否運行。
(5)自動化程序高:在開啟后即可無需人工干預,裝置的負壓區間上下限值可隨著大氣壓力的變化自動波動,可自動保壓,自動記時,在相關試驗管路出現漏氣時可自動報警并關閉,并自動保存歷史時間壓力曲線。
(6)可靠性高:裝置具有冗余設計,在PLC出故障時可采用手動的方式對真空泵及真空電磁閥進行操作,并可從數顯二次儀表進行壓力讀數。
(7)集成度高:裝置全部集成在一個控制柜內,美觀大方。
非金屬范文3
一、正確認識金屬性與非金屬性
1.金屬性
金屬性是指氣態金屬原子失電子形成氣態陽離子能力的性質,大學教材中常用電離能來表示原子失電子的難易程度。一般說來,元素的電離能數值越大,則其金屬性越弱。而中學化學比較金屬性強弱的常見依據是:(1)金屬能否與水或酸反應以及劇烈程度;(2)最高價氧化物的水化物堿性強弱;(3)金屬與鹽溶液之間的置換反應;(4)周期表中位置;(5)不同金屬構成原電池時正負極情況;(6)金屬離子在電解池陰極上的放電順序。然而,這些依據都不是反映電離能大小的直接證據。其中的第(1)(3)(5)(6)條依據實際體現的是金屬活動性強弱。金屬活動性是指金屬單質在水溶液中失電子形成水合離子能力的性質,它是以金屬的標準電極電勢為判斷依據的。標準電極電勢(主要影響因素是金屬單質在水溶液中的焓變)與原子的升華焓、電離能以及氣態離子的水合焓等多種因素有關,關系如圖1所示。
圖1由此可見,電離能只是其中一個環節的能量變化,因此電離能大小順序(金屬性順序)與金屬活動性順序自然有可能不一致,如由于鋰離子的半徑非常小,其水合焓突出地大,導致它是金屬活動性最強的元素,ⅠA、ⅡA族金屬活動性順序為Li、Cs、Rb、K、Ba、Sr、Ca、Na、Mg、Be。再如銅和鋅的第一、第二電離能總和接近,水合焓也差不多(半徑相近、電荷數相同),但是銅的升華焓要比鋅大很多,故金屬活動性銅弱于鋅;但是因為銅的第一電離能小于鋅,所以一般認為銅的金屬性強于鋅。因此,由于“金屬性”與“金屬活動性”并非同一概念,雖然金屬性強的元素,其金屬活動性一般也強,但不可將此規律絕對化。
此外,金屬單質與水或酸反應的劇烈程度受動力學因素影響較大,而金屬性或金屬活動性討論的卻是熱力學因素,如鋰的金屬活動性強于銫,但銫與水的反應顯然更劇烈。而且,反應的劇烈程度還受到其他因素的影響,如鋁與硫酸反應的劇烈程度就不如鋅與同濃度的硫酸反應;再如鈣的金屬活動性強于鈉,但其與水的反應沒有鈉劇烈,其原因是:
(1)鈉比較軟,熔點低,反應時熔化,增大了反應面積;
(2)鈉的密度小于水,浮在水面上,可以快速游動;
(3)氫氧化鈉的溶解度大,生成后以離子形式存在于溶液中,而氫氧化鈣微溶,生成的氫氧化鈣會覆蓋在未反應的鈣表面,一定程度上阻礙了反應。因此通過反應的劇烈程度來判斷金屬活動性或金屬性強弱,是非常不可靠的。
金屬最高價氧化物的水化物的堿性強弱及是否具有兩性,一般認為與金屬離子所帶的電荷數和離子半徑的比值有關,比值越小,堿性越強。但實際上氫氧化物在水溶液中的堿性強弱除了與金屬的電子層結構、電荷數和半徑有關外還受到溶劑效應、氫鍵等因素的影響。甚至還有少數過渡金屬的最高價氧化物對應的水化物是強酸,如高錳酸、高錸酸等。因此,根據金屬最高價氧化物的水化物堿性強弱來判斷金屬性強弱,有時也不可靠。
2.非金屬性
非金屬性是指非金屬原子得電子形成陰離子能力的性質,大學教材常用電子親和能來表示原子得電子的難易程度。一般說來,元素的電子親和能數值越大,它的非金屬性越強。而中學化學比較非金屬性強弱的常見依據是(1)氫化物生成的難易及其穩定性;(2)最高價含氧酸的酸性強弱;(3)非金屬與鹽溶液之間的置換反應;(4)周期表中位置;(5)非金屬陰離子在電解池陽極上的放電順序;(6)單質與同一變價金屬反應,生成物中金屬元素價態的高低,如硫、氯氣分別與鐵反應時生成物的價態。然而,這些依據也不是反映非金屬性強弱的直接證據。其中的第(1)(3)(6)條依據,涉及到單質活潑性,而單質活潑性大小顯然受到單質分子結構的影響,如氮氣的氮氮三鍵特別牢固,所以氮氣與氫氣反應較為困難;再如鐵分別在氧氣、氯氣中燃燒時,前者生成四氧化三鐵,后者生成氯化鐵,并沒有體現出氧元素的非金屬性強于氯,原因在于氧氣分子結構中存在著雙鍵而氯氣分子結構中存在的是單鍵。氫化物穩定性也不只是受元素非金屬性強弱的影響,它與分子結構有關,如甲烷分子完美的正四面體結構,導致其穩定性增加。另外,第(3)(5)條依據體現的是非金屬單質在水溶液中的活動性強弱,類似于金屬活動性強弱,自然也不會完全與非金屬性強弱順序一致。
最高價含氧酸酸性強弱除受中心元素非金屬性強弱的影響之外,還受到原子半徑、氧化數以及非羥基氧原子數的影響。前文所說的高錳酸、高錸酸也是強酸,但它們是典型的金屬,其非金屬性顯然很弱。因此,根據最高價含氧酸的酸性來判斷非金屬性強弱,最好只用來判斷同一主族元素或同一周期元素,不能擴大化。
二、如何比較更為合理
根據金屬性與非金屬性的含義,似乎用電離能比較金屬性、用電子親和能比較非金屬性最為合理,但是電離能和電子親和能都只是分別從一個側面反映原子得失電子的能力,若僅從一個側面比較必然會有失偏頗,有些元素的原子難失電子,也難得電子,如碳、氫;再如氯原子的電子親和能大于氟原子,但氟的非金屬性強于氯。此外,電離能與電子親和能還受到半充滿、全充滿等因素影響,以及元素不都是+1價或-1價,僅考慮第一電離能或電子親和能,顯然也不合理。
金屬性非金屬性強弱實際闡述的是原子相互化合時得失電子的能力,因此必須把該原子失去電子的難易和結合電子的難易統一起來考慮,而電負性就是綜合考慮原子得失電子能力的一種物理量,即按照電負性數值來衡量各種元素的金屬性和非金屬性強弱,較為合理。一般來說,同一周期從左到右,電負性依次增大,元素的非金屬性增強、金屬性減弱;同一主族,從上到下,電負性依次變小,元素的非金屬性減弱、金屬性增強(這種變化規律也存在著個別例外,如Sn和Pb)。當然,電負性數據存在著不同標度,不同標度給出的電負性數據往往不同,其大小順序也略有差異,如氮和氯,鮑林數據中氯的電負性數值大,而阿萊-羅周數據中氮的電負性數值大(大學教材多采用的是鮑林數據)。但總體來說,中學化學教學中根據電負性數值大小來比較金屬性或非金屬性強弱還是可靠的。
非金屬范文4
關鍵詞:金屬非金屬礦山;安全標準化;問題與對策
中圖分類號:TD1文獻標識碼: A
我國推行金屬非金屬礦山安全標準化的目的是,適應礦山安全監管和管理發展的要求,實現礦山安全生產的長效機制和依法治安,促進礦山安全生產形勢的穩定。結合實際情況,根據礦山安全標準化實施指南,從企業、政府和中介機構進行分析,提出一系列礦山安全標準化工作的對策。
一、推行安全標準化的意義
推行安全標準化的總體思路是深入貫徹科學發展觀,堅持安全發展指導原則和“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針,本著總體規劃、分步實施、突出重點的原則,建立和完善加強標準化建設的技術支撐體系、培訓體系、考評體系、獎勵約束體系和信息交流體系,立足于危險源辨識和風險評價,全面完成準備與策劃、實施與運行、監督與評價、改進與提高的創建過程,實現全員參與、過程控制和持續改進。階梯式促進企業本質安全水平和管理水平的提高,能有效消除風險,防范生產安全事故的發生.
國家安全監管總局已下發《關于加強金屬非金屬礦山安全標準化建設的指導意見》(安監總管一〔2009〕80號)(以下簡稱《意見》,對安全標準化進行明確規定,《意見》指出:在全國范圍內強制推進金屬非金屬礦山安全生產標準化工作勢在必行,以促使各類礦山企業逐步建立以風險控制為核心,全員參與、過程控制和持續改進的動態安全管理體系,實現對礦山各個環節的風險進行辨識和預控,最大限度地消除在作業過程中可能產生的事故隱患,有效降低事故總量,防范重特大事故的發生。同時,加強標準化建設也是實現依法治安的必然要求,是促進金屬非金屬礦山企業進一步落實安全生產主體責任制,逐步建立起自我約束、自我完善、持續改進的安全生產長效機制,實現安全生產形勢穩定好轉的有效途徑。各級安全監管部門和各類礦山企業要進一步統一思想,提高認識,增強責任感、緊迫感,采取切實有效措施,全面加強標準化建設,不斷提高金屬非金屬礦山的本質安全水平。
開展安全標準化建設,對強基固本,落實企業安全生產責任主體,具有重要意義。通過礦山安全標準化的實施,促進企業建立安全生產長效機制,通過進一步落實安全生產主體責任,實現自我約束、自我完善、持續改進的長效機制。開展安全標準化建設是加強安全生產的一項基礎性、長期性和全局性工作。
二. 礦山安全標準化問題
在我國的金屬非金屬的礦山安全標準化研究取得了一定的進展,推進了我國的安全工作展開、標準化與科學化的進行,體現了標準化的優越性,但是其中也存在一些問題:
2.1監督力度不到位
科學性和公正性的考評需要進一步的改善,我國的安全標準化工作好處與初級階段,相關的考評人員針對具體的細節問題理解深度不夠、不全面,從而使安全考評監督管理制度發展也不是很完善。
2.2資源共享性問題
由于考評人員的交流不充分,考評工作的范圍僅限于考評人員之間,缺乏考評單位信息和技術間的交流評價,并且考評過程中缺少全國性的安全標準化的信息資源的共享平臺,限制了安全標準化的發展。
三.安全標準化建設工作的目的
用于指導金屬非金屬礦山企業創建安全標準化系統,以達到對安全生產工作實施標準化管理,不斷消除和控制生產過程中的風險,持續改進并加強安全生產績效,防止人身傷害或財產損失事故的發生。
四.安全標準化建設工作步驟
4.1 策劃
企業應擬定安全標準化建設工作的具體實施方案。明確企業各部門職責及工作任務,確定工作人員,以及收集建設活動的參考材料,形成齊抓共管、分工協作、合力推進的工作格局,使企業各部門都參與到安全標準化建設中,把安全標準化建設工作融入日常工作,以達到通過安全標準化建設,增強員工安全素質、提高生產設施本質安全度,確保企業安全生產和持續發展。
4.2 宣傳培訓
企業應大力宣傳安全標準化建設活動,動員全體員工參與安全標準化活動,培養安全標準化創建工作的業務骨干,利用各種輿論載體廣泛宣傳安全標準化建設的意義,形成良好的建設氛圍。
4.3 初始狀態評價
對企業安全管理現狀進行評價與識別,查找與礦山安全標準化規范之間的差距,并根據企業自身情況確定建設安全標準化等級的目標。企業應組織專業人員,根據《金屬非金屬礦山安全標準化評分辦法》各元素的要求,對各參評系統進行對照分析,逐條逐項地對照分析企業目前現狀與安全標準化要求的差距,對需要完善的基礎資料和現場整改項目逐一分類列項。
4.4 組織實施
依據實施方案,根據體系建設要求,實施執行文件對標。企業應建立并保持安全標準化管理體系。
五. 安全標準化制度體系建設
根據安全標準化的要求,制定各項安全管理制度和記錄各級人員的安全生產責任制、各崗位安全技術規程;依據危險源辨識與風險評價結果,編制作業指導書;依據重大風險評估結果,編制事故應急預案。
六. 安全標準化的對策
6.1改善考評人員分配
通過考評人員融入到考評中去,在一定程度上提高了考評工作的公正性和科學性。從考評人員角度出發,推行安全標準化工作可以從增加安全考評的有效的子元素的進行。
6.2考評信息網絡的系統的建立
根據現有安全標準要求,對我國的金屬非金屬礦山完善與監理相應的安全管理體系。通過建立動態的、實時性的考評信息的網絡系統和評價體系,進行正規的安全標準考評,將礦山安全情況匯報到當地的監督機構,并且根據動態的安全評價進行調整。其次,通過安全信息的公開化,可以促進礦山安全標準化的廣泛監督和動態考評。
6.3創新型的考評
根據礦山實際安全標準化情況,對礦山安全創新的工作做進一步的評價,并且借助于安全科技中。
6.4 現場環境整改
根據初始狀態評價結果,對照《金屬非金屬礦山安全規程》、《尾礦庫安全技術規程》等標準、規程的要求,進行現場環境整改。
結束語:
為了改善我國金屬非金屬礦山安全性的生產,提高安全管理的水平,需要增強礦山安全標準化的安全管理模式,保證我國的金屬非金屬的礦山的安全標準化的工作的有效開展。
參考文獻:
非金屬范文5
氫化物的穩定性是試卷中經??疾榈念}目,通??疾橥芷诨蛲髯逶氐膶獨浠锏姆€定性。一般規律是,同周期從左到右,對應元素的非金屬性逐漸增強,氫化物的穩定性逐漸增強;同主族從上到下,對應元素的非金屬性逐漸減弱,氫化物的穩定性逐漸減弱。但有時題目中會出現既不同周期也不同主族元素的氫化物穩定性的比較,這時候如何比較呢?日前筆者在為某出版社審核一份原創試卷時,就發現有這么一個題目:“H2O的穩定性比HCl的穩定性弱?!泵}者認為這是正確的。
筆者將這個問題讓全班學生進行討論,也有很多學生認為這句話是正確的,歸納起來主要有以下幾種觀點:(1)看狀態:常溫下,H2O為液態,HCl為氣態,液態的物質比氣態的物質穩定性強。(2)看作用力:水分子間存在氫鍵或H2O的氫鍵數量比HCl的多,水分子間作用力更大,結構更穩定。(3)看反應條件:水是由氧氣和氫氣制得的,一般在點燃條件下反應,在光照時不反應;氯化氫是由氯氣和氫氣制得的,在點燃或混合光照的條件下都能發生反應,而且比較劇烈。反應的難易程度與生成物的穩定性有關:反應越容易,生成物越穩定。(4)看氧化性:Cl2的氧化性比O2強,其原因是Cl2只有一個共價鍵而O2有兩個,因此Cl―Cl鍵更易斷裂,也更易反應,所以生成的氯化氫更穩定。
二、問題探討
對于觀點(1):我們知道,物理性質和化學性質是物質的兩種不同性質,是并列的關系,不能相互影響,因此(1)是錯誤的。對于觀點(2):物質的物理性質和化學性質是受組成物質的作用力所影響的,有的物質中的作用力同時影響兩種性質,如離子晶體中的離子鍵和原子晶體中的共價鍵;也有的物質兩種性質受不同的作用力影響,如分子晶體中的分子間作用力影響物理性質,分子內的共價鍵影響化學性質。水在固態時屬于分子晶體,水分子間存在氫鍵,氫鍵主要影響物質的溶解性、熔沸點、物質的狀態等物理性質,而物質的穩定性是化學性質,由水中的共價鍵所影響,氫鍵不可能影響化學性質,因此(2)是錯誤的。(1)與(2)錯誤的原因是混淆了基本概念之間的關系。
對于觀點(3):在中學化學中,通常認為非金屬單質與氫氣反應越容易,則生成的氫化物越穩定,這可能是命題者和很多學生易犯的錯誤。我們知道,任何規律都會存在著特殊情況,這里也不例外。對于觀點(4):Cl2只有一個共價鍵,其Cl―Cl的鍵能為242.7kJ?mol-1,O2中的O=O化學鍵的鍵能為496 kJ?mol-1。鍵能越大,化學鍵越牢固,形成的分子越穩定,因此Cl2更易與H2發生反應。觀點(3)和(4)中,都是根據比較得出氧氣的氧化性比氯氣弱,從而確定H2O的穩定性比HCl弱。其實,氫化物的穩定性應與非金屬性有關,而非金屬性與非金屬單質的氧化性有所不同,因而這兩種比較實際上是混淆了非金屬性與非金屬單質的氧化性之間的關系。
那么非金屬性與非金屬單質的氧化性有什么區別與聯系呢?
非金屬性是指元素的原子獲得電子的能力的強弱,通常用元素的電負性來衡量。電負性表示的是元素的原子吸引電子能力的相對強弱,它的大小可以比較準確地反應出元素非金屬性的強弱。一般來說,電負性越大,元素的非金屬性越強。非金屬性的主體是元素的原子,它的強弱只與原子結構(如核電荷數、核外電子層數、外層電子數、原子半徑等)有關,而與外界因素無關。
非金屬單質的氧化性是指非金屬單質在化學反應中的反應能力的大小。非金屬單質氧化性的主體是非金屬單質,它不僅與原子結構有關,還受非金屬單質的組成、狀態,以及濃度、溫度、壓強等其他條件的影響。
非金屬性與非金屬單質的氧化性之間有著明顯的差異,它們分別指原子的性質和單質的性質。如我們通常認為可由單質與氫氣化合的難易程度來判斷非金屬性的強弱:化合越容易,非金屬性越強。其實根據這個反應事實,得到的應該是非金屬單質的氧化性的強弱,而不是非金屬性的強弱。
那么,氫化物的穩定性可以從什么角度進行比較呢?
三、問題解決
穩定性主要是指熱穩定性。對熱是否穩定,其實質就是非金屬元素原子和氫原子之間產生的化學鍵強弱的問題,化學鍵越強,鍵能越大,越不容易斷開,就越難分解,穩定性就越強。而對于氣態氫化物來講,化學鍵的強弱也與元素的非金屬性強弱有關,通常來講,電負性越大,非金屬性越強,與氫結合就越牢固,氫化物就越穩定。因此,我們可以從電負性角度和鍵能角度進行比較。
(1)電負性:氫的電負性是2.20,氧的電負性是3.44,氯的電負性是3.16,氧的電負性比氯大,說明氧的非金屬性比氯強。另外,構成分子的兩種電負性相差越大,分子越穩定。根據電負性相差的大小,顯然水中兩種元素的電負性相差較大,所以水比氯化氫穩定。
(2)鍵能角度:我們知道,O原子的半徑比Cl原子小,故O―H鍵的鍵長比Cl―H鍵小,鍵長越小,鍵能越大,則O―H鍵的鍵能比Cl―H的鍵能大。查閱資料可知,水分子中O―H鍵的鍵能為468kJ?mol-1,而Cl―H鍵的鍵能為430 kJ?mol-1,O―H鍵的鍵能大于Cl―H鍵的鍵能,故O―H比Cl―H更難斷裂,也即水更難分解,水的穩定性就更高。事實也是如此:水在約1470℃分解1.1%,而氯化氫在1120℃分解約1.7%。
那么,是不是所有非金屬元素的氫化物的穩定性都可以用電負性和鍵能來比較呢?
答案是否定的。
我們知道,氮是非金屬性很強的元素,電負性為3.04,而碳的非金屬性沒有氮強,只有2.55(均為鮑林數據),氮明顯比碳強。按電負性規律應該是氨氣比甲烷穩定,但事實卻是相反的。經過實驗,甲烷在1000℃才會發生分解,1200℃大量分解;氨氣在500℃以上會發生少量分解,700℃以上明顯分解,800℃大量分解。
這是為什么呢?這跟它們的分子結構有關。
因為甲烷分子是穩定的正四面體結構:一個C以sp3雜化位于正四面體中心,4個H位于正四面體的4個頂點上,這就導致甲烷分子中C―H鍵不容易斷裂,結果就是甲烷化學性質比較穩定,熱穩定性也很高。
事實上C―H鍵的鍵能也大于N―H鍵的鍵能,前者為413 kJ?mol-1,后者為391 kJ?mol-1。氨分子的空間結構是三角錐形,三個氫原子處于錐底,氮原子處在錐頂,穩定性弱于甲烷分子的正四面體結構。
綜上所述,氫化物的穩定性跟非金屬元素的非金屬性的強弱、電負性的高低,有著密切的關系;同時也跟化合物的分子結構有關。因此比較氫化物的穩定性的方法主要有:
非金屬范文6
1.工程化實踐教學能力師資隊伍是教學的主導力量,提高無機非金屬材料工程化人才培養質量,必須加強工程實踐的師資隊伍建設。如果專業教師本身缺少工程實踐訓練,工程實踐能力低,無法將理論與實際緊密結合并指導學生工程實踐環節,無法調動學生主動實踐的積極性。無機非金屬材料工程專業“工程化"師資隊伍建設薄弱,教師工程化素質與實踐能力偏低,不能深入工程化實際開展實踐教學活動。依托“工程化"教學,加強構建中青年教師“工程化"培養模式,培養“雙能型"專業教師,組織青年教師到企業進行專業實踐,實施“工程化"培養,加強教師工程實踐的訓練,可以了解學科專業的現實需求,加深教師對工程實際和產業的了解,可以促進理論教學與實踐教學的結合。蚌埠市無機非金屬材料工程相關科研院所,如蚌埠玻璃設計院、玻璃企業、水泥企業較多,專業人才豐富,為校企合作提供了優勢,只要教師積極探索校企合作,開展產學研合作,必定能提高“工程化"水平,加強“雙能型"建設,提高無機非金屬材料工程專業工程化培養水平。
2.無機非金屬材料工程專業“工程化"師資隊伍實踐水平的提高必須尋求校企合作,依托校企合作交流平臺,建設雙師型師資隊伍,要求企業定期為教師開展培訓班,教師直接從生產第一線獲取企業的新技術、新知識、新工藝、新材料、新方法,并應用于教學過程。支持教師參加崗位職業資格培訓,強化師資隊伍的工程實踐能力。我系逐步建設一支熟悉行業企業需求、工作經驗豐富、實踐教學能力強的專兼職結合的“雙能型"教師隊伍。同時,企業可以推薦專業骨干教師與高技能人才承擔無機非金屬材料工程實踐教學任務,保證實踐隊伍高素質、高水平。組織“雙能型"專業教師的培養,鼓勵教師到企業進行整個工程實踐進行針對性訓練,提高師資隊伍的工程化教學能力。對于工廠實踐教學我們將學生帶到工廠,利用工廠的生產設備,聘請生產一線的企業工程師現場授課,比如玻璃窯爐的實驗課程,我們就組織學生到企業去,聘請企業技術人員依據企業的窯爐現場講解整個窯爐的結構、工作原理及工作過程,非常生動形象,也大大提高了學生的學習興趣,提高了工程化實踐能力。同時現場教學也增強了學生“工程化"思想,在工程化實踐教學過程中讓學生明確自己的學習目標是成為工程師,將來能將科技轉化為現實生產力?!肮こ袒?教育中學生體會和掌握工程設計、工程實踐的基本分析方法,提升綜合實踐素質。
二、促進實習實踐基地建設
實習實踐基地建設一直是工科專業的薄弱環節,如何借助“工程化"提升專業實習實踐基地建設是值得考慮的問題。利用無機非金屬材料工程專業實習基地和產學研基地工程化方面的優勢,對學生進行工程化方面的培養,包括校內實習基地和企業實習基地建設。校內實習基地建設,通過基本儀器設備的添置與更新組建成工程中心,盡可能貼近生產實際,滿足專業工程實踐教學的基本需要,滿足相關專業內涵與外延拓展需要。我院無機非金屬材料工程專業利用蚌埠玻璃設計院等具有豐富工程化水平和實踐經驗的智力資源,利用中航三鑫太陽能光電玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集團、鳳陽珍珠水泥集團、海螺水泥集團等企業先進的實踐教學基地,共同提高無機非金屬材料專業工程化人才培養質量。
三、校企合作辦學和產學研合作