化学人教版（2019）必修第二册 5.3无机非金属材料 课件（共19张ppt）

(共19张PPT)
5.3 无机非金属材料
2019人教版 必修第二册
学习目标
(1)了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。
(2)了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用。
(3)结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高投身国家建设的社会责任感。
青花瓷歌曲
导入
青花瓷属于什么材料？怎么制成的？
阅读教材并思考：
①三大传统无机非金属材料？
原料？性能？用途？
②新型无机非金属材料有哪些？
性能？用途？
③无机非金属材料有哪些共性？
硅氧四面体（SiO2）
结构决定→性质
1mol 石墨 ~ 1.5mol C-C 键
1mol 金刚石 ~ 2mol C-C 键
1mol Si ~ 2mol Si-Si 键
1mol SiO2 ~ 4mol Si-O 键
1mol P4 ~ 6mol P-P 键
二．新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
硅原子和碳原子最外层电子数为4个，它们既难失去电子，也难得到电子，其中碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
（1）高纯硅的制备
焦炭
HCl
H2
方程：
（2）硅的用途：
①半导体材料
②太阳能电池
③芯片
硅单质
半
导
体
太阳能电池板
芯片
Si＋2F2===SiF4
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
（3）硅的化学性质：
（4）二氧化硅（SiO2）
含SiO2
石英
水晶
玛瑙
沙子
光导纤维
（5）SiO2的化学性质：
①酸性氧化物（与碱/碱性氧化物）
②与盐反应
③特殊（唯一酸）
④焦炭
SiO2＋4HF = SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2C = Si＋2CO↑
高温
请仔细观察，盛放NaOH溶液的试剂瓶的特点，你能说明选用的原因吗？
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
FeCl2
生成的Na2SiO3 有黏性，会将玻璃塞与瓶口粘连而无法打开。
用氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品，你知道其中的原理吗？
SiO32- + 2H+ ＝ H2SiO3↓
Na2SiO3 + CO2 + H2O＝ Na2CO3 + H2SiO3 ↓
H2SiO3 = SiO2 + H2O
（6）硅酸
思考酸性H2CO3 H2SiO3 ？
Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，可做耐火材料
2.新型陶瓷
如碳化硅(化学式SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构，硬度很大、优异的高温抗氧化性能，用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料。
SiC
材料类别 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等
压电陶瓷 具有电学特性 钛酸钡陶瓷 声呐系统、气象探测等
透明陶瓷 具有光学特性 氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷 高压钠灯、激光器和高温探测窗等
超导陶瓷 具有超导性 超导陶瓷 电力、交通、医疗等
新型陶瓷
(1)富勒烯:由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其代表物为C60。
(2)碳纳米管:由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能,可用于生产复合材料、电池和传感器等。
(3)石墨烯:只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料。
3.碳纳米材料
课堂小结
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
玻璃
水凝
陶瓷
碳化硅
高温结构陶瓷
压电陶瓷
透明陶瓷
超导陶瓷
新型陶瓷
碳纳米材料
富勒烯
碳纳米管
石墨烯