5.3.(1)無機非金屬材料課件高一下學期化學人教版2

無機非金屬材料

第一講

王者“硅”途材料：人類進步的加速器圖片來自《新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢及熱點領(lǐng)域》材料無機非金屬材料金屬材料高分子材料傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料硅酸鹽材料其它材料材料分類

高純硅材料其它新材料王者“硅”途硅元素單質(zhì)硅二氧化硅硅酸鹽信息技術(shù)

新能源：如芯片、硅太陽能電池光導纖維、制造玻璃等原料、裝飾品等陶瓷、玻璃、水泥等，各種工業(yè)原料硅在自然界含量僅次于氧，但極少以單質(zhì)存在，硅在自然界主要以硅酸鹽和硅的氧化物形態(tài)存在硅的存在硅板硅粉晶體硅粗硅硅晶圓人工制造的各種硅單質(zhì)有金屬光澤、有很高的熔點和硬度、不溶于水硅的物理性質(zhì)：硅在周期表中的位置硅的結(jié)構(gòu)硅原子結(jié)構(gòu)示意圖硅晶體結(jié)構(gòu)模型影響硅的化學性質(zhì)影響硅的物理性質(zhì)硅的化學性質(zhì)1、化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下很難與其他物質(zhì)（除氟化氫和堿液以外）發(fā)生反應(yīng)。2、一定條件下可發(fā)生一些反應(yīng)，可歸納為：親氧、信“氟”、耐酸（除氫氟酸）不耐堿。Si+O2=SiO2Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑高純硅的制取1、制取粗硅

SiO2+2C===Si+2CO↑2、生成三氯硅烷Si+3HCl===SiHCl3+H23、氫氣還原SiHCl3+H2===Si+3HCl

1800~2000℃300℃1100℃二氧化硅沙漠水晶瑪瑙紫水晶圖片來自網(wǎng)絡(luò)二氧化硅的結(jié)構(gòu)：思考：從結(jié)構(gòu)上分析為什么CO2和SiO2的物理性質(zhì)相差巨大？二氧化硅硅結(jié)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)二氧化硅的化學性質(zhì)1、酸性質(zhì)氧化物A、不與水反應(yīng)B、能夠與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC、與某些鹽反應(yīng)SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑D、與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaO=CaSiO32、具有氧化性1800~2000℃SiO2+2C

===2CO↑+Si3、與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=4SiF4+H2O高溫氫氧化鈉能腐蝕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、硅酸鈉、光導纖維、電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、工藝品和耐火材料的原料，是科學研究的重要材料。光導纖維玻璃工藝品圖片來自網(wǎng)絡(luò)硅酸鹽硅酸鹽地殼中分布極廣，是構(gòu)成多數(shù)巖石（如花崗巖）和土壤的主要成分洛基山脈（美洲）長石圖片來自網(wǎng)絡(luò)硅酸鹽結(jié)構(gòu)SiOOOO硅氧四面體硅酸鈉Na2SiO3：1、無色、通常帶有顏色2、是可溶于水的硅酸鹽、水溶液俗稱水玻璃，在工業(yè)生中有著極廣泛用途2、可與多數(shù)酸反應(yīng)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鹽應(yīng)用硅酸鹽材料傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料陶瓷水泥高純硅材料其它元素材料玻璃陶瓷陶瓷是以黏土（主要成分為含水的鋁硅酸鹽）為主要原料陶瓷在人類的生產(chǎn)和生活中扮演著重要的角色，得到了廣泛的應(yīng)用，如建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等圖片來自網(wǎng)絡(luò)玻璃普通玻璃的主要成為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2原料為：純堿、石灰石、石英沙（主要成份為SiO2)

Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑高溫高溫玻璃窯中主要反應(yīng)圖片來自網(wǎng)絡(luò)水泥三峽大壩港珠澳大橋普通硅酸鹽水泥的主要原料為：黏土、石灰石及其它輔料，在水泥回轉(zhuǎn)窯中發(fā)生復雜的物理化學變化，加入石膏能調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。水泥大量應(yīng)用于建筑和各類工程。圖片來自網(wǎng)絡(luò)新型無機非金屬材料超導陶瓷透明陶瓷壓電陶瓷陶瓷軸承太陽能板硅晶片各種新型陶瓷，圖片來自網(wǎng)絡(luò)碳納米材料碳材料一直被認為是一種未來材料，甚至有的材料學家認為人類社會將由現(xiàn)今的“硅基電子時代”邁入到未來的“碳基電子時代”富勒烯碳納米管碳纖維石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域圖片來自網(wǎng)絡(luò)碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域圖片來自網(wǎng)絡(luò)《流浪地球2》中太空電梯

圖片來自網(wǎng)絡(luò)碳納米管：“太空天梯”實現(xiàn)的一線曙光科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“FountainsofParadise”)中描寫太空電梯的構(gòu)想俄羅斯著名學者齊奧爾科夫斯基，最早提議在地球靜止軌道上建設(shè)一個太空城堡，和地面用一根纜繩連接起來，成為向太空運輸人和物的新捷徑。1999年，美國宇航局發(fā)表了《天梯:太空的先進基礎(chǔ)設(shè)施》一文，標志著太空天梯將從幻想走向現(xiàn)實。