高一下学期化学人教版（2019）必修第二册5.3 无机非金属材料 课件.pptx

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1、第五章第五章 化工生产中的重要非金属元素化工生产中的重要非金属元素 第三节 无机非金属材料 情境微课堂情境微课堂 大家听说过硅谷吧，它曾是美国新兴的高科技产业开发区。现在仍是美大家听说过硅谷吧，它曾是美国新兴的高科技产业开发区。现在仍是美大家听说过硅谷吧，它曾是美国新兴的高科技产业开发区。现在仍是美大家听说过硅谷吧，它曾是美国新兴的高科技产业开发区。现在仍是美国的电子技术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能国的电子技术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能国的电子技术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能国的电子技术研究中心和计算机与半导体工业

2、生产的重要基地。电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用。硅得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用。硅得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用。硅得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用。硅是非金属材料的主角，这一节课我们就来学习非金属材料的相关知识。是非金属材料的主角，这一节课我们就来学习非金属材料的相关知识。是非金属材料的主角，这一节课我们就来学习非金属材料的相关知识。是非金属材料的主角，这一节课我们就来学习非金属材料的相关知识。学习目标学习目标1 1.知道常见的无机非金属材料的类型，结合实

3、例知道常见的无机非金属材料的类型，结合实例 认识无机非金属材料的组成、性能及应用的联系。认识无机非金属材料的组成、性能及应用的联系。2 2.通过硅酸盐的结构特点分析硅酸盐的性质特点通过硅酸盐的结构特点分析硅酸盐的性质特点3.3.了解碳纳米材料的类别、结构特点、性能与用途了解碳纳米材料的类别、结构特点、性能与用途硅酸盐的结构有什么特点呢？在硅酸在硅酸在硅酸在硅酸盐中，盐中，盐中，盐中，SiSi和和和和OO构成了硅氧四面体，结构如图。构成了硅氧四面体，结构如图。构成了硅氧四面体，结构如图。构成了硅氧四面体，结构如图。硅氧四面体是硅酸盐晶体结构中的基本构硅氧四面体是硅酸盐晶体结构中的基本构造单元。它

4、是由位于中心的造单元。它是由位于中心的1 1个硅原子结合个硅原子结合4 4个氧原子，氧原子在正四面体的个氧原子，氧原子在正四面体的4 4个顶角上。个顶角上。许多这样的四面体还可以通过顶角的氧原子许多这样的四面体还可以通过顶角的氧原子相互连接，每个氧原子为两个正四面体共有，相互连接，每个氧原子为两个正四面体共有，与与2 2个硅原子相结合。个硅原子相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。化学性质稳定、耐腐蚀等特点。硅酸盐硅酸盐产品产品原料原料主要设备主要设

5、备主要成分主要成分水泥石灰石、黏土水泥回转窑硅酸二钙 2CaOSiO2硅酸三钙 3CaOSiO2铝酸三钙 3CaOAl2O3普通玻璃纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2OCaO6SiO2陶瓷黏土硅和二氧化硅硅和二氧化硅硅和二氧化硅硅和二氧化硅一、单质硅的性质(1)物理性质 晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。(2)化学性质：常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。Si与氢氟酸、NaOH溶液发生反应的化学方程式分别为：Si4HF=SiF42H2、Si2NaOHH2O=Na2SiO3

6、2H2。二、SiO2的组成、结构、性质与用途 (1)存在：SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。(2)结构(3)物理性质：熔点高；硬度大；不溶于水。SiO SiO2 2晶体是由晶体是由晶体是由晶体是由SiSi和和和和OO按原子按原子按原子按原子数之比为数之比为数之比为数之比为1 1 2 2的比例组成的立体的比例组成的立体的比例组成的立体的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周网状结构的晶体。每个硅原子周网状结构的晶体。每个硅原子周网状结构的晶体。每个硅原子周围结合围结合围结合围结合4 4个个个个OO，每个，每个，每个，每个OO周围结合周围结合周围结

7、合周围结合2 2个个个个SiSi。(4)化学性质 具有酸性氧化物的通性 a可与NaOH溶液反应，其反应方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。b可与氧化钙反应，其反应方程式为SiO2CaO CaSiO3。特性 除氢氟酸外，SiO2一般不与其他酸反应，SiO2与HF溶液反应，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O。(5)用途 沙子是基本的建筑材料。纯净的SiO2是现代光学及光纤 制品的基本原料，可以制作光导 纤维。石英和玛瑙制作饰物和工艺品。实验室中使用石英坩埚。高纯硅制备流程高纯硅制备流程高纯硅制备流程高纯硅制备流程 新型陶瓷新型陶瓷新型陶瓷新型陶瓷 碳化硅陶瓷俗称金刚砂

8、，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂轮和砂纸的磨料。由于碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温的半导体材料等。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、磁学等方面具有很多新的特性和功能。例如碳化硅。碳纳米材料碳纳米材料碳纳米材料碳纳米材料 3 3、石墨烯是只有一个碳、石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，原子直径厚度的单层石墨，独特的结构使其具有电阻独特的结构使其具有电阻率低、热导率高、强度高率低、热导率高、强度高等优点。石墨烯在光电器等优点。石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和件、超级电容器、电池和复合材料等方面的研究正复合材料等方面的研究正在不断深入。在不断深入。感谢观看Thank you for watching