【高中化學】2023-2024學年人教版（2019）必修 第二冊 無機非金屬材料課件

傳統(tǒng)的無機非金屬材料多為硅酸鹽材料，在日常生活中隨處可見，比如制作餐具的陶瓷，窗戶上的玻璃，建筑上的水泥。生活情境硅酸鹽材料的共性硅酸鹽的這種結(jié)構(gòu)，使得硅酸鹽材料大多具有硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕等特點在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體。每個Si結(jié)合4個O，Si在中心，O在四面體的4個頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接，每個O為兩個四面體所共有，與2個Si相結(jié)合。一、硅酸鹽材料1、陶瓷原料：黏土（含水的鋁硅酸鹽）陶瓷制品高溫燒結(jié)2、玻璃原料：

碳酸鈉(Na2CO3)碳酸鈣(CaCO3)二氧化硅(SiO2)玻璃主要成分：

硅酸鈉(Na2SiO3)硅酸鈣(CaSiO3)二氧化硅(SiO2)高溫反應(yīng)高溫反應(yīng)后的熔融狀態(tài)的玻璃SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑加入適量金屬氧化物或鹽可得到有色玻璃摻有氧化亞銅的紅色玻璃摻有偏鋁酸鈷的藍色鈷玻璃3、水泥原料：黏土、石灰石水泥（硬化前）水泥（硬化后）遇水硬化水泥被廣泛應(yīng)用在大型建筑中三峽大壩工程港珠澳大橋常見的硅酸鹽----硅酸鈉（Na2SiO3）俗名：泡花堿，其水溶液稱為水玻璃，可以制備硅膠、作木材防火劑等。物理性質(zhì)：白色固體，可溶于水，水溶液呈堿性?；瘜W性質(zhì)：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3

co2少量Na2SiO3+2H2O+2CO2==H2SiO3↓+2NaHCO3

co2過量結(jié)論：酸性:H2SiO3<H2CO3①酸性太弱，不能使石蕊試液變紅

②不穩(wěn)定，受熱易分解?H2SiO3==H2O+SiO2硅酸（H2SiO3）的化學性質(zhì)中和反應(yīng)：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O1、高純硅的制備硅元素處在第三周期IVA族，位于金屬與非金屬分界線處，故能作為半導(dǎo)體材料，被廣泛用于芯片、光學電池等領(lǐng)域。二、新型無機非金屬材料集成電路硅太陽能電池晶體管電腦中央處理器（CPU）價值5元的沙子SiO2Si價值5000元的芯片點沙成金從沙灘到用戶利用焦炭將二氧化硅還原得到粗硅，再進一步提純得到高純硅?！举Y料

卡片】硅的化學性質(zhì)不活潑①Si+2F2===SiF4④Si+4HF===SiF4↑+2H2↑⑤Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑②Si+2Cl2===SiCl4③Si+O2===SiO2△△△2、二氧化硅

自然界的石英、水晶、瑪瑙、沙子的主要成分均為二氧化硅。

SiO2物理性質(zhì)：硬度大，熔點高，不溶于水。

人工制備的二氧化硅可用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維，被廣泛用于通信領(lǐng)域。

二氧化硅的化學性質(zhì)①酸性氧化物

SiO2＋CaO===

CaSiO3

高溫SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O

硅酸鈉（粘合性）實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

HF是唯一可以與SiO2

發(fā)生反應(yīng)的酸

用途：在玻璃上雕花刻字②與HF的反應(yīng)③弱氧化性④在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)3、新型陶瓷

新型陶瓷不再局限于硅酸鹽體系。例如，俗稱金剛砂的碳化硅（SiC），可用作砂紙、砂輪、耐高溫軸承等。

壓電陶瓷：透明陶瓷：主要有鈦酸鹽和鋯酸鹽等，能實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化，可用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等。主要有氧化鋁、氧化釔等氧化物透明陶瓷和氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷，具有優(yōu)異的光學性能，耐高溫，絕緣性好，可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等。超導(dǎo)陶瓷：在某一臨界溫度下電阻為零，具有超導(dǎo)性，用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成，具有耐高溫、抗氧化、耐磨蝕等優(yōu)良性能。與金屬材料相比，更能適應(yīng)嚴酷的環(huán)境，可用于火箭發(fā)動機、汽車發(fā)動機和高溫電極材料等?！究茖W.技術(shù).社會】4、碳納米材料（均為碳單質(zhì)）富勒烯石墨烯碳納米管

——富勒烯

富勒烯是由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的發(fā)現(xiàn)為納米科學提供了重要的研究對象，開啟了碳納米材料研究和應(yīng)用的新時代。用富勒烯制造的納米小車有望于用于靶向藥物的運輸?！技{米管

碳納米管可以看成是由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積大，有相當高的強度和優(yōu)良的電學性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料