【课件】无机非金属材料++课件高一下学期化学人教版(2019)必修第二册.pptx
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1、 第三节第三节 无机非金属材料无机非金属材料无无机机非非金金属属材材料料含有元素含有元素硅氧等元素硅氧等元素性能性能耐高温、抗腐蚀、硬度高耐高温、抗腐蚀、硬度高特殊的光学、电学等性能特殊的光学、电学等性能应用应用日常生活应用日常生活应用航空航天领域航空航天领域信息领域信息领域新能源领域新能源领域阅读阅读阅读阅读P19P19页内容页内容页内容页内容人类使用的材料有:人类使用的材料有:金属材料、有机合成材料无机非金属材料、二氧化硅光导纤维硅芯片陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥传统无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料碳化硅陶瓷轴承为什么硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于
2、水、为什么硅酸盐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?(P19P19)在硅酸盐中,在硅酸盐中,Si和和O构成了硅氧四面体,其结构如图所示。每个构成了硅氧四面体,其结构如图所示。每个Si结合结合4个个O,Si在中心,在中心,O在四面体的在四面体的4个顶角;许多这样的四面体个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的还可以通过顶角的O相互连接,每个相互连接,每个O为两个四面体所共有,与为两个四面体所共有,与2个个Si相结合。相结合。硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多大多具有硬度高、熔点高、难溶于
3、水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料-硅酸盐材料硅酸盐材料产品品原料原料主要性主要性质应用用陶瓷陶瓷_(含水的含水的铝硅酸硅酸盐)玻璃玻璃水泥水泥黏土黏土生产建筑材料、绝缘材料、日生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等用器皿、卫生洁具等纯碱、石灰石和纯碱、石灰石和石英砂(主要成石英砂(主要成分是分是SiO2)生产建筑材料、光学仪器和各生产建筑材料、光学仪器和各种器皿,制造玻璃纤维用于高种器皿,制造玻璃纤维用于高强度复合材料强度复合材料黏土和石灰石黏土和石灰石以以及其他辅料及其他辅料大量用于建筑和水利
4、工程大量用于建筑和水利工程混合物,没有固定的熔点、沸点新型无机非金属材料新型无机非金属材料非金属材料突破传统的硅酸盐体系,具有更多的特性:承受高温,强度高。具有光学特性。具有电学特性。具有生物功能。碳化硅金刚石切割片二氧化硅光导纤维硅芯片输送药物的纳米材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料一、硅和二氧化硅(1 1)硅元素的存在与结构)硅元素的存在与结构硅在地壳中含量仅次于 ,位于第 位。硅的原子序数是14,原子结 构示意图如下 ,硅元素位于元素周期表 ,硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,是应用最为广泛的 材料氧氧二二第三周期、第A族半导体 硅是一种亲氧元素硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是
5、与氧相互化合的,因此硅都以在自然界中它总是与氧相互化合的,因此硅都以 存在于自然界,主要以存在于自然界,主要以 及及 的形式存在。的形式存在。碳碳统治有机界:统治有机界:碳碳是构成是构成有机物有机物的主要元素。的主要元素。硅硅统治无机矿物界:统治无机矿物界:硅硅是构成是构成岩石与许多矿物岩石与许多矿物的基本元素。的基本元素。氧化物氧化物SiO2(如水晶、玛瑙)硅酸盐硅酸盐(如地壳的如地壳的大多数矿物大多数矿物化合态化合态 硅单质主要应用电脑芯片硅太阳能电池高纯硅的制备【资料卡片】工业上制备高纯硅,一般要先制得纯度为98%左右的粗硅,在一起为原料制备高纯硅。例如,可以将粗硅转化为三氯氢硅(SiH
6、Cl3),再经氢气还原得到高纯硅高纯硅的制备二氧化硅(SiO2)存在形式结晶形(石英晶体)水晶玛瑙二氧化硅的存在内容解读石英坩埚石英坩埚玻璃仪器玻璃仪器光导纤维(光导纤维(通信通信)酸性氧化物酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐 SiO2+CaO=CaSiO3 化学性质化学性质:高温高温与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与与HF的反应(的反应(SiO2的特性)的特性)SiO2+4HF=SiF4+2H2O与某些盐的反应与某些盐的反应 SiO2+Na2CO3 =Na2SiO3+CO2 高温高温不不与与水反水反应应 1、实验室盛
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