3.1無機非金屬材料課件

化學與材料的發(fā)展

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，劃時代的材料可作為人類文化的里程碑。人類使用的材料無機非金屬材料金屬材料有機高分子材料這些在我們日常生活中有什么意義？???導入新課新型無機非金屬材料的用途第一節(jié)傳統(tǒng)無機非金屬材料1.傳統(tǒng)的硅酸鹽材料2.新型無機非金屬材料1.了解無機非金屬材料的特點以及它們在生產(chǎn)和生活中的廣泛應用。2.了解常見無機非金屬材料生產(chǎn)原理。教學目標1.硅氧四面體的特殊性。2.一些無機非金屬材料生產(chǎn)的化學原理。

通過多種途徑，幫助學生逐漸形成對化學與材料發(fā)展關系比較全面的認識。教學重點教學難點傳統(tǒng)硅酸鹽黏土（主要成為Al2O3·2SiO2·2H2O）石英鉀長石（主要成分K2O·Al2O3·6SiO2)（主要成分SiO2)鈉長石（主要成分Na2O·Al2O3·6SiO2）黏土石英鈉長石硅氧結構的特殊性：環(huán)狀結構硅酸鹽礦物中的幾種硅氧骨干環(huán)a三元環(huán)b四元環(huán)c六元環(huán)d雙層六元環(huán)硅酸鹽材料的特點：1.穩(wěn)定性強2.硬度高3.熔點高4.難溶于水5.絕緣6.耐腐蝕在我國具有悠久的歷史。

如：唐朝的的“唐三彩”宋朝的鈞瓷等，都聞名于世都聞名于世流傳至今。唐三彩一.傳統(tǒng)的硅酸鹽材料陶瓷陶瓷土器瓷器

普通玻璃的主要成分為Na2SiO3和CaSiO3普通玻璃的原料：石英砂（主要成分是SiO2)石灰石（主要成分CaCO3）純堿玻璃玻璃制品

玻璃制造過程發(fā)生的化學反應主要是：高溫CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高溫幾種玻璃的特性和用途

種類

特性

用途普通玻璃在高溫下易軟化玻璃窗玻璃器等石英玻璃膨脹系數(shù)小耐酸堿強度大濾光化學儀器高溫水銀燈紫外線燈罩光學玻璃透光性好有折光性和色散性眼鏡照相機顯微鏡和望遠鏡玻璃纖維耐腐蝕耐高溫不導電隔熱放蟲蛀玻璃鋼宇航服光導通信材料鋼化玻璃耐高溫耐腐蝕高強度抗震裂運動器材汽車火車用玻璃窗水泥水泥是另一種常見的硅酸鹽材料。普通硅酸鹽水泥的主要成分：硅酸三鈣（3CaO·SiO2)鋁酸二鈣（2CaO·SiO2)鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）鐵鋁酸鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3

水泥可以在空氣和水中硬化，被廣泛用做建筑材料。水泥沙子和碎石等的混合物叫混凝土。

大量用于建筑，水利，道路和國防工程中，并大都采用鋼筋骨架的混凝土設計。建筑水利二新型無機非金屬材料

現(xiàn)代科技賦予陶瓷在光、電、磁等化學和生物學等方面的新的特性和功能。二.新型無機非金屬材料新型陶瓷半導體材料耐高溫陶瓷磁性陶瓷生物陶瓷透明陶瓷

信息：

能源:生物:

新型陶瓷已經(jīng)Si和O兩種元素為主的傳統(tǒng)組成體系，進一步提高陶瓷的性能。

如：碳化硅（SiC)又稱金剛砂，其結構與金剛石相似，硬度也可與其相媲美，可作優(yōu)質的磨料，且其化學性穩(wěn)定，可耐2000℃的高溫，可做航天器的涂料SiO2+3C=SiC+2CO↑＞1900℃氮化硅（Si3N4)熔點高、硬度大、化學性質穩(wěn)定用處：制造軸承、汽輪機片、發(fā)動機受熱面，特點：3Si+2N2=Si3N41300℃3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl工業(yè)制法：化學氣象沉積法：耐火材料生產(chǎn)工藝流程新型陶瓷金剛砂生物陶瓷單晶硅

傳統(tǒng)無機非金屬材料大都是硅酸鹽混合物，而新型無機非金屬材料可獲得純凈物。

地殼中的硅含量豐富，但大多數(shù)是以硅酸鹽和氧化物的形式存在，需要用化學方式制高純度單質硅單質硅高純硅的制法：1.高純度焦炭與石英砂反應制的純度為95％～99％的硅SiO2+2C=Si+2CO↑1600～1800℃2.再生產(chǎn)高純硅Si+3HCl=SiHCl3+H2250～300℃Cu粉或Ag粉3.提純后的SiHCl3被高純度氫氣還原SiHCl3+H2=Si+3HCl1100～1200℃石墨金剛石C60石墨金剛石1300～1400℃和催化劑6×106～7×106kPa化學氣象沉淀法制造金剛石薄膜的原理：CH4 C(金剛石）+2H2微波或直流放電基體溫度約950℃，氫氣稀有氣體金剛石C60石墨

1.

根據(jù)原屬周期規(guī)律和原子結構的特點，分析比較碳元素和硅元素在成鍵和化學性質上的特點。

碳和硅同屬于Ⅳ族元素，在原子結構上具有相似性。學與問

2.金剛石和石墨在生產(chǎn)和生活中的應用比說明這些應用主要利用了他們的哪些性質？

單質硅和碳化硅都是原子晶體，原子之間一共加建結合，竊取由于金屬相似的結構，因此，有許多相似的性質，如晶態(tài)硅硬度為7，熔點高，常溫下不反映，在常溫下化學性質不活潑，與水空氣算不反應，但高溫下于所有鹵素反應，，與氧氣在700℃以上燃燒生成SiO2.SiC為無色晶體硬度為9，與大多數(shù)酸不反應，在空氣中加熱到1000℃以上時開始被氧化，在100℃時可以與濾器反應，可見SiC與Si相比更穩(wěn)定。

3.分析金剛石和石墨晶體中碳原子的成鍵特點，并說明結構與性質之間的關系。

金剛石：硬度大熔點高；由于成鍵電子均定域在原子之間不能自由運動所以金剛是不能導電。

石墨晶體：金屬光澤、良好的導電性和導熱性，熔、沸點高，層之間由于存在弱的范德華力以及吸附了水和氧氣等氣體分子，是的石墨的層與層間容易滑動。了解無機非金屬材料的特點以及它們在生產(chǎn)和生活中的廣泛應用。2.了解常見無機非金屬材料生產(chǎn)原理。

課堂小結1.制取水泥和玻璃時都需要的原料是()A．石灰石A

C．水D．純堿B．石英課堂練習2.下列物質不屬于同素異形體的是(

)A．金剛石和石墨B．水晶和石英C．紅磷和白磷D．C60和金剛石B3.下列變化中不屬于化學變化的是(

)A．石墨轉變成金剛石B．原硅酸變成硅酸C．干冰變成二氧化碳D．用石英坩堝熔化燒堿C4.下列說法正確的是（）A.二氧化硅溶于水顯酸性B.光導纖維傳導光的能力非常強，利用光纜通訊，能同時傳送大量信息C.因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應放出CO2

，所以硅酸的酸性比碳酸強D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。B人有了知識，就