资源简介

(共24张PPT)
元素周期表的应用
芯片
（Si）
最早发现的半导体材料是锗。世界上第一个晶体管和第一块集成电路的材料也是锗。
第一个锗基晶体管
晶体锗
拓展视野
半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的一种物质。具有热敏性、光敏性、掺杂特性等特殊性能。
门捷列夫和他的第一张元素周期表
应用一：预测元素及其化合物的性质
应用一：预测元素及其化合物的性质
应用二：寻找某些特定性质的材料
半
导
体
同周期，从左到右，元素金属性逐渐减弱，
非金属性逐渐增强
同主族，从上到下，元素金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
拓展视野
第二代半导体
主要应用于高速、高频、大功率以及发光电子器件（LED）等材料。
砷化镓 GaAs
磷化铟 InP
第一代半导体
A
主要应用于低压、低频、中功率晶体管、光电探测器。
A
锗 Ge
硅 Si
第三代半导体
碳化硅 SiC
氮化镓GaN
碳化硅主要适用于5G基站、新能源汽车等领域。氮化镓广泛应用于高频电子器和光电器件。
高压下性能局限
资源稀缺、价格昂贵、毒性高、污染性强
新型半导体材料还在不断研发中......
应用二：寻找某些特定性质的材料（制冷剂）
制冷剂又称冷媒，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。
在加压时，气体放热变成液体；高压液体减压变成气体时，就会吸热制冷。
想一想
1.常温时制冷剂通常是什么状态？
2.从便于制冷的角度思考，制冷剂的沸点有什么特点？
常温时，制冷剂通常为气态，沸点宜接近常温，加压、降温易液化。
思考交流
理想的制冷剂应具备的特点：
（1）气液两相容易转化
第一代
1830——1930
易获得性
制冷剂名称 沸点/℃ 危险性描述
NH3 -33.4 有毒、易燃易爆
CH3OCH3 -29.5 有毒、易燃易爆
SO2 -23.3 有毒、易燃易爆
缺点：易燃、毒性强
制冷剂的发展历程一
思考交流
理想的制冷剂应具备的特点：
（1）气液两相容易转化
（2）安全、低毒
优化思路——降低毒性
参考低毒农药的研发思路：
含As剧毒农药→含P、S、Cl、F低毒农药
引入F、Cl原子，降低制冷剂毒性
引入某些元素，毒性减弱趋势
优化设计——降低易燃性
甲烷 类制冷剂
相对于其他制冷剂，甲烷类制冷剂性质较稳定，毒性低，碳原子数低于4的分子常温下是气体。
缺点：受热易分解、易燃易爆
（CH4）
氢化物的易燃性规律总结：
优化思路——降低易燃性
氢化物易燃性减弱趋势
已知：CH4是天然气的主要成分，
NH3在纯氧中安静燃烧，
H2O 是常用的灭火剂，
SiH4在空气中能自燃。
同周期 CH4＞NH3＞H2O＞HF
同主族 SiH4 ＞CH4
第二代
1930——1990
安全、耐久
第一代
1830——1930
易获得性
制冷剂的发展历程二
代表物：氟利昂（CFCl3）
缺点：破坏臭氧层
氟利昂破坏臭氧层原理
化学性质不够稳定
氯自由基
一氧化氯
臭氧
紫外辐射
氧气
一氧化氯
CFCl2
CFCl3
反应系列
氯自由基
（3）化学性质稳定
思考交流
理想的制冷剂应具备的特点：
（1）气液两相容易转化
（2）安全、低毒
优化思路——提高化学稳定性
气态氢化物热稳定性增强趋势
气态氢化物的热稳定性：
＜ ＜ ＜
同周期 CH4 NH3 H2O HF
＞ ＞ ＞
同主族 CH4 SiH4 GeH4 SnH4
第二代
1930——1990
安全、耐久
第一代
1830——1930
易获得性
制冷剂的发展历程三
第三代
1990——2010
保护臭氧层
温室效应加剧
（3）化学性质稳定
思考交流
理想的制冷剂应具备的特点：
（1）气液两相容易转化
（2）安全、低毒
（4）绿色、环保、可持续
应用二：寻找某些特定性质的材料（制冷剂）
制冷剂
应用二：寻找某些特定性质的材料
半
导
体
制冷剂&高效杀虫剂
高效催化剂、
耐高温&耐腐蚀
的金属材料
过渡元素
炫彩“量子点”照亮人类生活，开辟了元素周期表的“第三维度”。
课下作业：
1.完成课后练习
2.以学习小组为单位，完成以下活动作业：
查阅文献资料，完成一份关于新型半导体材料或新型制冷剂的创新研究进展报告。

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