5.3.(1)无机非金属材料课件高一下学期化学人教版2

无机非金属材料

第一讲

王者“硅”途材料：人类进步的加速器图片来自《新材料产业的发展趋势及热点领域》材料无机非金属材料金属材料高分子材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料硅酸盐材料其它材料材料分类

高纯硅材料其它新材料王者“硅”途硅元素单质硅二氧化硅硅酸盐信息技术

新能源：如芯片、硅太阳能电池光导纤维、制造玻璃等原料、装饰品等陶瓷、玻璃、水泥等，各种工业原料硅在自然界含量仅次于氧，但极少以单质存在，硅在自然界主要以硅酸盐和硅的氧化物形态存在硅的存在硅板硅粉晶体硅粗硅硅晶圆人工制造的各种硅单质有金属光泽、有很高的熔点和硬度、不溶于水硅的物理性质：硅在周期表中的位置硅的结构硅原子结构示意图硅晶体结构模型影响硅的化学性质影响硅的物理性质硅的化学性质1、化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应。2、一定条件下可发生一些反应，可归纳为：亲氧、信“氟”、耐酸（除氢氟酸）不耐碱。Si+O2=SiO2Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑高纯硅的制取1、制取粗硅

SiO2+2C===Si+2CO↑2、生成三氯硅烷Si+3HCl===SiHCl3+H23、氢气还原SiHCl3+H2===Si+3HCl

1800~2000℃300℃1100℃二氧化硅沙漠水晶玛瑙紫水晶图片来自网络二氧化硅的结构：思考：从结构上分析为什么CO2和SiO2的物理性质相差巨大？二氧化硅硅结构局部结构二氧化硅的化学性质1、酸性质氧化物A、不与水反应B、能够与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC、与某些盐反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑D、与碱性氧化物反应SiO2+CaO=CaSiO32、具有氧化性1800~2000℃SiO2+2C

===2CO↑+Si3、与氢氟酸反应SiO2+4HF=4SiF4+H2O高温氢氧化钠能腐蚀玻璃的原因二氧化硅的用途二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、硅酸钠、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。光导纤维玻璃工艺品图片来自网络硅酸盐硅酸盐地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要成分洛基山脉（美洲）长石图片来自网络硅酸盐结构SiOOOO硅氧四面体硅酸钠Na2SiO3：1、无色、通常带有颜色2、是可溶于水的硅酸盐、水溶液俗称水玻璃，在工业生中有着极广泛用途2、可与多数酸反应生成硅酸Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓注：硅酸是不溶于水的弱酸硅酸盐应用硅酸盐材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料陶瓷水泥高纯硅材料其它元素材料玻璃陶瓷陶瓷是以黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料陶瓷在人类的生产和生活中扮演着重要的角色，得到了广泛的应用，如建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等图片来自网络玻璃普通玻璃的主要成为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2原料为：纯碱、石灰石、石英沙（主要成份为SiO2)

Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑高温高温玻璃窑中主要反应图片来自网络水泥三峡大坝港珠澳大桥普通硅酸盐水泥的主要原料为：黏土、石灰石及其它辅料，在水泥回转窑中发生复杂的物理化学变化，加入石膏能调节水泥的硬化速率。水泥大量应用于建筑和各类工程。图片来自网络新型无机非金属材料超导陶瓷透明陶瓷压电陶瓷陶瓷轴承太阳能板硅晶片各种新型陶瓷，图片来自网络碳纳米材料碳材料一直被认为是一种未来材料，甚至有的材料学家认为人类社会将由现今的“硅基电子时代”迈入到未来的“碳基电子时代”富勒烯碳纳米管碳纤维石墨烯应用领域图片来自网络碳纤维应用领域图片来自网络《流浪地球2》中太空电梯

图片来自网络碳纳米管：“太空天梯”实现的一线曙光科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“FountainsofParadise”)中描写太空电梯的构想俄罗斯著名学者齐奥尔科夫斯基，最早提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡，和地面用一根缆绳连接起来，成为向太空运输人和物的新捷径。1999年，美国宇航局发表了《天梯:太空的先进基础设施》一文，标志着太空天梯将从幻想走向现实。