高一化学人教版（2019）必修第二册课件：5.3无机非金属材料（17张ppt）

(共17张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
1
目
录
2
新型无机非金属材料
硅酸盐材料
1、了解硅及二氧化硅的主要性质及应用。
2、了解硅在半导体工业和二氧化硅、传统的硅酸盐制品和新型的无机非金属材料的应用。
3、认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响。
课程目标
硅酸盐材料
一
1、常见的硅酸盐产品
产品名称 陶瓷 玻璃 水泥
生产原料 黏土 烧碱、石灰石、石英砂 黏土、石灰石、石膏
生产设备 —— 玻璃窑 水泥回转窑
主要成分 —— Na2SiO3 CaSiO3 4SiO2 硅酸三钙（3CaO SiO2）
铝酸三钙（3CaO Al2O3）
主要性质 具有抗氧化性、耐高温、易成型 无固定熔点，在一定温度范围内逐渐熔化 具有水硬性，跟水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬
2、硅酸盐的组成、结构和性质
(2)结构：在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧_____，如图所示，四面体通过顶角的氧彼此相连，每个氧原子为_____个四面体所共有。
(1)概念：由 、 和 组成的化合物的总称。
(3)性质：结构决定性质，硅酸盐的特殊结构决定了多数硅酸盐具有硬度___、熔点___、____溶于水、化学性质 、耐腐蚀等特点。
(4)用途：性质决定用途，硅酸盐的性质决定了硅酸盐作为一类优良的材料得到广泛应用。作为传统无机非金属材料主角的三大硅酸盐材料： 、 、 。
硅
氧
金属
四面体
两
高
高
难
稳定
陶瓷
玻璃
水泥
【思考与交流】
普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗
新型无机非金属材料
二
1、硅
（1）含量：在地壳中，硅的含量位居第二，仅次于氧。
（2）存在形式：自然界中无游离态的硅。硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅酸盐。广泛存在于各种矿物和岩石中。
（3）在元素周期表中的位置：位于第三周期、第ⅣA族。最外层电子为4个，既不容易的电子，又不容易失电子。
（4）硅单质的种类和结构
按形态分
晶体
无定形
正四面体
（5）物理性质
（6）化学性质
色、态 光泽 熔点 硬度 导电性 质地
灰黑色 金属光泽 高 大 半导体 脆
①常温下，硅与氢氟酸、氟气、强碱溶液反应。
②加热（高温）条件下，硅与O2、Cl2、C、N2等非金属反应。
（7）高纯硅的制备
（8）硅的用途
重要的半导体材料，信息技术的关键材料，主要用于制备硅芯片，应用于计算机、集成电路、晶体管等半导体器件中，还用于制造光电池。硅的合金用来制造变压器铁芯、耐酸设备等。
2、二氧化硅
（1）存在形态
结晶形
无定形：硅藻土
石英
沙子
水晶
玛瑙
（2）结构
SiO2晶体是 空间网状结构，每个Si结合 个O，每个O结合 个Si，N(Si):N(O)＝1:2
立体
4
2
（3）物理性质
熔点 硬度 水溶性 导电性
高 大 不溶于水 不导电
（4）化学性质
（5）用途
①水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。
②用于制造光导纤维。
③石英玻璃常用制造高温的化学仪器。
④石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。
2、新型陶瓷
将新型陶瓷材料与传统的青花瓷工艺相结合用于化妆品包装上。青花瓷花纹美观富有高级感，很好的提高了产品的艺术价值和商业价值。新型陶瓷材料具有高强度、高硬度、导热率低、耐磨、耐腐蚀等特性，很好的解决了化妆品包装易碎、不易保存等问题，且耐磨、耐腐蚀等特点更是提高了包装的使用寿命，利于二次利用，将螺纹突出部分置于上部分，化妆品用完后将上部分去除，可用作花盆和花瓶，二次利用利于环保。
3、碳纳米材料
(1)富勒烯
①主要特性
由碳原子构成的 的总称，性质稳定。
②用途
为纳米科学提供重要的研究对象，用C60作车轮的。
笼形分子
(2)碳纳米管
①主要特性
比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能。
②用途
生产复合材料、电池和传感器等。
(3)石墨烯
①主要特性
电阻率低、热导率高、强度高。
②用途
广泛应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等。