5.3无机非金属材料-2024-2025学年高一下学期人教版（2019）高中化学必修2.pptxVIP

第三节无机非金属材料

人教版（2019）化学必修2

传统硅酸盐材料

新型无机非金属材料

CONTENTS

目录

传统硅酸盐材料

阅读教材P19第一自然段思考并快速回答下列问题：

1.材料的分类？

2.无机非金属材料的组成元素？

3.无机非金属材料的性能特点？

硅、氧等

耐高温、抗腐蚀、硬度高、有特殊的光学电学性能。

无机非金属材料、金属材料、有机高分子材料、复合材料

传统硅酸盐材料

阅读教材P19硅酸盐材料思考并快速回答下列问题：

1.传统无机非金属材料成分是什么？

2.硅酸盐材料有何特点？请从结构角度加以解释.

3.传统无机非金属材料有哪些？

硅酸盐

Si和O构成了硅氧四面体结构，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、抗腐蚀等特点。

陶瓷、玻璃、水泥

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传统硅酸盐材料

分类

名称

原料

性能

主要用途

传统硅酸盐材料

陶瓷

玻璃

水泥

黏土（主要成分含水的铝硅酸盐）

熔点高、硬度大、耐腐蚀、性质稳定

建筑材料、日用器皿、卫生洁具等

纯碱、石灰石和石英砂

透光性好，硬度大、无固定熔点

建筑材料、各种器皿、光学仪器等

黏土和石灰石

遇水逐渐变硬（水硬性）、硬化后性质稳定

大量用于建筑、水利、道路等工程中

普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂(SiO2)为原料,发生复杂的物理变化和化学变化后主要成分变成了Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。你能写出发生反应的化学方程式吗?

SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑

这两个反应都是固体物质在高温下发生的，遵循的高沸点物质制取低沸点物质。与酸性无关，不能通过这两个反应得出“酸性：H2SiO3H2CO3”

思考与交流

美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公里，宽16公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果），而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮。现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。

元素硅位于元素周期表第三周期、第IVA族，正好处于金属和非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。常用作电器芯片和太阳能电池。硅元素含量在地壳中居第二位。硅是亲氧元素，在自然界中没有游离态，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。

1.自然界中没有游离态的硅，那该如何制备硅单质呢？

思考与交流

2.晶体硅中的杂质会影响其导电性，该如何制备高纯硅呢？

高纯硅的制备

“光纤通信之父”

诺贝尔物理学奖得主——高锟

光导纤维，简称光纤，利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。

存在形式：

沙子、水晶、石英、玛瑙

结构：

硅氧四面体网状结构

性质：

性质稳定，透光性好

应用：

光导纤维，装饰品

思考与交流

1.氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应生成SiF4和H2O.

请你解释为什么氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃刻蚀花纹。

2.SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。例如，SiO2和NaOH反应可生成Na2SiO3。Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞。请解释原因。

新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，

在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。

性质：

结构上与金刚石硅单质的类似，碳和硅以共价键的形式连接，硬度大耐高温

应用：

硬度大可以作砂纸和砂轮的磨料，耐高温可以作耐高温结构材料和耐高温半导体材料

著名的哈勃望远镜口径达2.4米，最远可以观测到距离地球134亿光年的宇宙深处。我国自主研发的碳化硅反射镜口径达到4.03米，这就标志着我国光学系统制造能力跻身于国际先进水平。

碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。

碳纳米材料

新型陶瓷

二氧化硅

硅

水泥

玻璃

陶瓷

传统硅酸盐材料

新型无机非金属材料

例1、制造水泥和普通玻璃都需要的原料是（）。

A．石灰石 B．黏土

C．纯碱 D．硅酸钠

A

例2、下列说法错误的是()

A．硅是制造太阳能电池的常用材料

B