非金属材料包括哪些？ 爱问知识人
非金属材料包括哪些？
非金属元素：是元素的一大类，在所有的一百多种化学元素中，非金属占了22种。非金属元素是元素的一大类，在所有的一百多种化学元素中，非金属占了22种。在周期表中，除氢以外，其它非金属元素都排在表的右侧和上侧，属于p区。包括氢、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氩、氪、氙、氡。
80%的非金属元素在现在社会中占有重要位置。
碳
碳化合物一般从化石燃料中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品，如乙烯、塑料等。
碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。
单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。
常温下单质碳的化学性质不活泼，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧发生的反应不同，可以生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。
碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。
化学符号：C
元素原子量：12。01
质子数：6
原子序数：6
周期：2
族：IVA
电子层分布：2－4
原子体积: 4。
58立方厘米/摩尔
原子半径（计算值）：70（67）pm
共价半径：77 pm
范德华半径： 170 pm
电子构型 ：1s22s22p2
电子在每能级的排布： 2，4
氧化价（氧化物）： 4，3，2（弱酸性）
颜色和外表：黑色（石墨）， 无色（金刚石） 木炭，活性炭，炭黑
物质状态 ：固态
物理属性： 反磁性
熔点：约为3727 ℃（金刚石3550 ℃）
沸点：约为4827 ℃（升华）
摩尔体积 ：5。
29×10-6m3/mol
元素在太阳中的含量：(ppm) 3000
元素在海水中的含量：(ppm) 太平洋表面 23
元素在地壳中含量：（ppm）4800
莫氏硬度：石墨1-2 ，金刚石 10
氧化态： 主要为-4，C+2， C+4 （还有其他氧化态）
化学键能： (kJ /mol) C-H 411 C-C 348 C=C 614 C≡C 839 C=N 615 C≡N 891 C=O 745 C≡O 1074
晶胞参数： a = 246。
4 pm b = 246。4 pm c = 671。1 pm α = 90° β = 90° γ = 120°
电离能：(kJ/ mol) M - M+ 1086。2 M+ - M2+ 2352 M2+ - M3+ 4620 M3+ - M4+ 6222 M4+ - M5+ 37827 M5+ - M6+ 47270
单质密度：3。
513 g/cm3(金刚石)、2。260 g/cm3(石墨，20 ℃)
电负性：2。55（鲍林标度）
比热：710 J/(kg·K)
电导率：0。061×10-6/(米欧姆)
热导率：129 W/(m·K) 第一电离能 1086。
5 kJ/mol 第二电离能 2352。6 kJ/mol 第三电离能 4620。5 kJ/mol 第四电离能 6222。7 kJ/mol 第五电离能 37831 kJ/mol 第六电离能 47277。0 kJ/mol
成键：碳原子一般是四价的，这就需要4个单电子，但是其基态只有2个单电子，所以成键时总是要进行杂化。
最常见的杂化方式是sp3杂化，4个价电子被充分利用，平均分布在4个轨道里，属于等性杂化。这种结构完全对称，成键以后是稳定的σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。金刚石中所有碳原子都是这种以此种杂化方式成键。烷烃的碳原子也属于此类。
根据需要，碳原子也可以进行sp2或sp杂化。
这两种方式出现在成重键的情况下，未经杂化的p轨道垂直于杂化轨道，与邻原子的p轨道成π键。烯烃中与双键相连的碳原子为sp 2杂化。由于sp2杂化可以使原子共面，当出现多个双键时，垂直于分子平面的所有p轨道就有可能互相重叠形成共轭体系。苯是最典型的共轭体系，它已经失去了双键的一些性质。
石墨中所有的碳原子都处于一个大的共轭体系中，每一个片层有一个。
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