高中人教版 (2019)第三节 无机非金属材料课堂教学课件ppt

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材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。
第三节 无机非金属材料
具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。
一. 硅酸盐材料 -- 传统无机非金属材料
传统非金属材料多为硅酸盐材料，包括陶瓷、玻璃、水泥三大类。
硅氧四面体结构决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
硅酸盐：由Si 、O金属(铝,铁,钙,镁,钾,钠等)等元素组成的化合物的总称
原则：X金属氧化物•Y SiO2•Z H2O
注意事项：①元素化合价不变、原子比例不变②计量数以整数书写③多种金属同时存在，活泼的写在前面
Al2O3·2SiO2·2H2O
练习： 长石（KAlSi3O8）、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]
用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成，但硅酸盐不是由氧化物组成的，是纯净物，属于盐类
1. 硅酸盐及其他表示形式
2. 常见的硅酸盐材料
黏土 ( 含水的铝硅酸盐 )
China 瓷都
生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
生产建筑材料、光学仪器、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等
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，发生复杂的物理和化学变化而制得的。
制作混凝土、大量用于建筑和水利工程。
石膏的作用：调节水泥硬化速率
二、新 型 无 机 非 金 属 材 料
“ 满足科技发展的需要，应用于高端领域 ”
硅 是一种亲氧元素，在自然界总是与氧相互结合
自然界的硅：不存在单质硅
结构类似于金刚石，带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。
拓展：金刚石和晶体硅的结构相似。在晶体中，每个碳硅原子都以共价键与相邻4个碳（硅）原子结合，形成正四面体的立体网状。所以，金刚石和晶体硅的熔沸点都很高，硬度也很大。
② 在加热条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
① 常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
Si＋2F2＝SiF4
石英、水晶、玛瑙、沙子
空间构型：硅氧四面体（空间网状）
熔沸点高、硬度大、不溶于水、不导电
SiO2是二氧化硅的化学式(表示组成)而不是分子式，没有SiO2分子，它是原子晶体
纯净的二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆、不溶于水的无色透明的固体
优点：光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率。
1. 下列关于二氧化硅的叙述正确的是（　　）
A．SiO2 能与水反应生成硅酸B．SiO2 与 CO2 的结构相同C．SiO2 用于太阳能电池D．SiO2 与氢氧化钠反应生成的盐储存在带橡 胶塞的试剂瓶中
①弱酸性：a．比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色。
补充 ：硅酸 H2SiO3
补充 ：硅酸钠 Na2SiO3 — 俗称泡花碱
化学性质Na2SiO3与酸(盐酸、碳酸)反应生成硅酸：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓与CO2反应：
2. 下列关于硅酸的说法正确的是（　　）
A．硅酸可以通过 SiO2 和 H2O 化合反应直接制得B．可用反应 Na2SiO3+2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ 制取硅酸C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与 NaOH 溶液反应D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠
碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯 等。 在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
C60 是富勒烯的代表物。 C60 的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。
碳纳米材料 —— 富勒烯
碳纳米材料 —— 碳纳米管
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。
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。