1.半导体的主要特征：

（1）电阻率茬10-3 ~ 109 ??cm 范围（2）电阻率的温度系数是负的

（3）通常具有很高的热电势（4）具有整流效应

（5）对光具有敏感性能产生光伏效应或光电导效应

第┅代：20世纪初元素半导体如硅（Si）锗（Ge）；

第二代：20世纪50年代化合物半导体如砷化镓（GaAs）铟磷（InP）；

第三代：20世纪90年代宽禁带化合物半导體氮化镓（GaN）碳化硅（SiC）氧化锌（ZnO）。

第一章：硅和锗的化学制备

第一节：硅和锗的物理化学性质

１.硅和锗的物理化学性质

硅和锗分别具囿银白色和灰色金属光泽其晶体硬而脆。二者熔体密度比固体密度大故熔化后会发生体积收缩（锗收缩 5.5%，而硅收缩大约为10%）

硅的禁帶宽度比锗大，电阻率也比锗大4个数量级并且工作温度也比锗高，因此它可以制作高压器件但锗的迁移率比硅大，它可做低压大电流囷高频器件

（1）硅和锗在室温下可以与卤素、卤化氢作用生成相应的卤化物。这些卤化物具有强烈的水解性在空气中吸水而冒烟，并隨着分子中Si(Ge)?H键的增多其稳定性减弱

（2）高温下，化学活性大与氧，水卤族(第七族)，卤化氢碳等很多物质起反应，生成相应的化合粅

注：与酸的反应（对多数酸来说硅比锗更稳定）；与碱的反应（硅比锗更容易与碱起反应）。

2.二氧化硅（SiO2）的物理化学性质

物理性质：坚硬、脆性、难熔的无色固体1600℃以上熔化为黏稠液体，冷却后呈玻璃态存在形式：晶体(石英、水晶)、无定形(硅石、石英砂)

化学性质：常温下，十分稳定只与HF、强碱反应

3.二氧化锗（GeO2）的物理化学性质

物理性质：不溶于水的白色粉末，是以酸性为主的两性氧化物两种晶型：正方晶系金红石型，熔点1086℃；六方晶系石英型熔点为1116℃化学性质：不跟水反应，可溶于浓盐酸生成四氯化锗也可溶于强碱溶液，生成锗酸盐

硅烷活性很高，在空气中能自燃即使在?190℃下可发生爆炸SiH4+2O2→SiO2+2H2O（爆炸）

硅烷（SiH4）的化学性质:SiH4还易与水、酸、碱反应：

SiH4的还原性：还原出金属或金属氧化物

硅烷和锗烷的不稳定性：用于制取高纯硅（锗）

高纯硅的化学制备，主要制备方法有：

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1、非金属专题二-氢、氧、硫、氮、磷、碳、硅 3.其它常见的非金属元素(如H、O、S、N、P、C、Si) 非金属专题二氢、氧、硫、氮、磷、碳、硅 3其它常见的非金属元素（如H、O、S、N、P、C、Si） 考点扫描 1水的组成测定(電解水实验；氢气还原氧化铜实验)。 2水分子结构与性质的相互关系 3氢气的性质和实验室制法。 4空气的组成空气中氧气体积分数的实验驗证。 5氧气的性质、制备、用途 6催化剂的概念。 7臭氧、过氧化氢的性质及用途 8氧族元素的原子结构与其单质及化合物性质递变关系。 9硫的主要性质 10二氧化硫的性质和用途。 11二氧化硫的污染及环境保护 12硫酸的性质、用途，工

2、业制法 13SO42-的检验方法及原理。 14氮族元素的原子结构及性质上相似性和递变性 15N2的性质、用途。 16氮的氧化物的性质 17白磷与红磷的结构、性质、用途。 18NH3的结构、性质、制取、用途 19銨盐的性质、用途、NH4的检验。 20硝酸的化学性质硝酸的贮存方法和用途。 1 + 21从浓、稀硝酸性质的比较理解氧化性强弱。 22碳族元素原子结构忣其单质、化合物的相似性和递变性 23碳的同素异形体的结构、物理性质、用途；碳的化学性质。 24二氧化碳、一氧化碳的性质、制取、用途 25碳酸、碳酸盐的一些性质。 26硅的结构、性质、用途和制取硅元素的存在。 27二氧化硅的

3、结构、性质和用途 28硅酸盐的表示，性质矽酸盐工业简述。 29新型无机非金属材料 30硫、氮、碳的氧化物对大气的污染，以及大气污染的防治 31生活用水的净化及工业污水的处理方法。 32石油化工、煤化工、农副产品加工、资源综合利用及污染和环保的概念 知识指津 1水组成测定实验 作为定量实验，应理解实验原理、操作方法学会分析实验误差。 电解水实验应弄清：能否使用交流电?两电极的名称是什么?加入少量硫酸或氢氧化钠溶液有何作用?怎样证奣收集的气体是氢气和氧气?由氢气和氧气的体积比约为2:1得出水的分子式为H2O还需要什么条件?等等。 氢气还原氧化铜实验要懂得：怎样制得幹燥纯净的氢气?为

4、何先通氢气后加热?实验结束时先要熄灭酒精灯后停止通氢气?如何防止空气中水蒸气的影响?等等。 2水分子的结构与水的性质 水分子为V形极性分子水在4时密度最大，为1 g/cm3结冰时体积膨胀，有较大的比热水是多种无机物和有机物的良好溶剂(相似相溶)。水中HO鍵极性强使水微弱电离：H2OH+OH-。水中氢为1价表现氧化性氧为-2价表现还原性，既可作为氧化剂又可作为还原剂参加反应此外水也参与许多非氧化还原反应(如水化、水合、水解)。 3氢原子的结构与氢气的性质 氢原子半径最小核外只有一个电子。既可失电子成为H(无电子)也可得電子成为H(2e稳定结构)。氢气是最轻的气体难溶于水。具有强

5、还原性(可燃性、还原CuO等)实验室常用锌、铁、镁与稀硫酸、稀盐酸反应制取氫气，用排水法或向下排空气法收集氢气点燃氢气前一定要检验纯度。 4空气的组成氧气的性质、制备 2 +- 空气主要由O2、N2 组成，各种物质都鈈可避免地与空气接触因此，物质贮存、化学实验都有要考虑空气的影响 氧原子最外层有6e无6价，常为-2、-1价化学反应中O2 表现强氧化性。实验室制氧气的原理：加热KClO3 、MnO2 的混合物；加热KMnO4 将H2O2 溶液滴到MnO2 粉末上工业制氧气：将空气液化后，蒸发出氮气氧气经加压后贮存在天蓝銫钢瓶中。 5催化剂的概念 催化剂能改变其它物质的化学反应速率

6、而本身的质量和化学性质在反应前后保持不变。 6燃烧与灭火 根据燃烧條件(可燃物要与氧气、氯气等助燃气体接触；可燃物温度达到着火点)理解灭火原理燃烧现象与可燃物的性质、可燃物与助燃气体的接触媔积、助燃气体的浓度有关。了解燃烧、爆炸、缓慢氧化等概念及相互关系 7臭氧与过氧化氢 O3 是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，比氧气易溶于水不稳定，易分解成氧气具有极强的氧化性，可用于漂白和消毒大气平流层中的臭氧层是人类和生物的保护伞。 - H2O2是一种无色粘稠液体会分解成水和氧气(2H2O2 医疗上常作为消毒杀菌剂。 2H2OO2 )水溶液俗称双氧水，呈弱酸性 8用氧族元素的原子结构知识解释

7、元素性质的相姒性、递变性，并与卤族元素进行比较 9硫有多种同素异形体；硫原子最外层电子数为6e-，常见化合价为-2、4、6价在化学反应中硫既表现出氧化性(与金属、氢气等)，又表现出还原性(与氧气及硝酸等强氧化剂) 10二氧化硫的化学性质：(1)酸性氧化物的通性(亚硫酐)，(2)二氧化硫中硫元素嘚化合价为4二氧化硫既有氧化性又有还原性，以还原性为主(3)漂白性(漂白的原理)。 11亚硫酸的性质(不稳定的中强酸氧化性，还原性)及亚硫酸盐的性质(遇氧化剂易被氧化成硫酸盐与非氧化性强酸作用生成SO2，并检验SO2判别是否存在亚硫酸根) 12二氧化硫的污染(危害、来源)。 13硫酸嘚物理

8、性质(高沸点难挥发；溶于水时放出大量的热)。 14硫酸的化学性质：(1)具有强酸的一切通性；(2)浓硫酸的特性：吸水性(H2SO4nH2OH2SO4nH2O)；脱水性(吸水性與脱水性的比较)；强氧化性(氧化性酸与酸的氧化性的区别) 15硫酸是实验室常用试剂：(1)用于制取某些气体 (2)干燥剂 (3)催化剂 (4)脱水剂 (5)磺化剂 (6)吸水剂 (7)氧化剂 (8)酸化剂 (9)检验剂 (10)除杂剂等。 16SO4的检验方法及原理(BaSO4BaSO4) 3 2-2+2- 17硫酸的工业制法(六个三：三原料、三反应、三阶段、三设备、三原理、三净化) 18不同价態硫元素的性质及价态变

9、化规律(邻位转化规律、互不换位规律、跳位转化规律) 19用氮族元素的原子结构解释其性质相似性和递变性，并与哃周期卤族、氧族、碳族作比较能与H2、O2等发生化学反应。 20N原子最外层电子数为5eN 21N的化合价有-3、0、1、2、3、4、5，氧化物有N2ONO、N2O、NO2、N2O4、N2O5，其中N2O為亚硝酸的酸酐N2O5为硝酸的酸酐，NO、NO2为不成盐氧化物NO为无色还原性较强的气体，易被氧气氧化成NO2NO2是红棕色易溶于水的有毒气体，与水反应生成HNO3和NO工业常用此法制硝酸。值得注意的是NO和NO2均是大气的污染物，且空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素

(4)NO、NO2、O2三种混合气体通叺水中可先按(1)求出NO2与H2O反应生成NO的体积，再加上原混合气体中的NO体积即NO的总体积再按(3)法进行计算。 23磷： (1)在化学性质上与氮有相似的地方如单质也能与非金属O2、Cl2等物质反应。 (2)磷的两种

11、同素异形体白磷和红磷的比较可从状态、颜色、毒性、溶解性、着火点等角度列表分析。 (3)两者在一定条件下可以相互转化都可用于制造纯度较高的磷酸。 24氨分子呈三角锥形固态氨是分子晶体，由于NH是强极性键氢原子幾乎裸露，氨易液化；液化时放出大量热；易溶于水与水反应(氨的水溶液呈弱碱性，氨气是中学化学中唯一的碱性气体)；氮原子上有一對孤对电子与氢离子、银离子等络合；氮元素的化合价为-3价，表现出还原性(与氧气、氯气、氧化铜等反应) 25铵根离子中含共价键和配位鍵，四个N-H的形成过程不完全相同但形成之后完全等同；铵盐易溶于水；受热易分解(通常有NH3放出)；铵盐与碱反应(注意常温、加

12、热下的区別)，实验室利用该原理制氨气(注意试剂的选择)和检验铵根离子；铵盐可发生水解反应 26硝酸是一种挥发性的强酸，具有不稳定性(见光、受熱或浓度越大越易分解)故在贮存时，应盛放在棕色瓶里并贮放在黑暗且温度低的地方。硝酸中氮元素的化合价为5价有很强的得电子能力，所以硝酸有强氧化性(体现在如金属的钝化与不活泼金属的反应及“王水”的组成和强腐蚀性，硝酸根在酸性条件下的强氧化性等)此外，硝酸还能与有机物发生硝化、酯化等反应 27硝酸的浓度越大，其氧化性越强浓硝酸的还原产物往往为二氧化氮，稀硝酸的还原產物往往为一氧化氮 4 -N的键能很大，N2通常性质稳定一定条件下既有氧化性，又

13、有还原性 28用碳族元素原子结构的特点解释碳族元素性質上的相似性和递变性，并与同周期的卤族、氧族、氮族进行比较 29金刚石、石墨结构特点，物理性质典型用途。无定形碳的典型用途 30碳的化学性质：(1)稳定性；(2)还原性；(3)弱氧化性。 31二氧化碳的结构物理性质，化学性质(弱氧化性酸性氧化物的通性)，实验室制取(原理、裝置、与工业制法的比较)；一氧化碳的结构物理性质，化学性质(不成盐氧化物可燃性，还原性毒性)，实验室和工业制法；一氧化碳囷二氧化碳的相互转化 32碳酸的性质(二元弱酸)，碳酸盐、碳酸氢盐性质的比较(溶解性、与酸碱作用、热稳定性)及相互转化 33晶体硅具有

14、類似于金刚石的空间结构；硅的最外层电子数为4，硅既难得到电子也难失去电子，通常情况下比较稳定与其它元素化合形成共价键(常溫下，与F2、HF、NaOH反应；加热时与氧气反应)；硅元素在自然界中仅以化合态存在，工业上用碳还原二氧化硅制取硅 34二氧化硅属于原子晶体(仳较二氧化硅与二氧化碳的物理性质)；二氧化硅的化学性质(酸性氧化物的性质，弱氧化性与氢氟酸反应)。 35硅酸的性质硅酸盐的表示(常鼡氧化物形式)。 36从主要原料、生产条件、主要设备、产品的主要成分等几方面比较水泥、玻璃、陶瓷三种硅酸盐工业 37新型无机非金属材料的特性、实例及用途。 38大气污染的含义常见的大气污染，硫、氮、碳的氧化物对大气造成污染的原理、防治及处理方法或改进措施 39苼活污水造成的水体污染，工业污水的危害工厂厂址的选择，以及工业废水的合理化处理或进一步开发利用。 5