高中化学第三节 无机非金属材料教课内容ppt课件

这是一份高中化学第三节 无机非金属材料教课内容ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了硅酸盐材料，⑴硅酸盐，硅酸盐的结构，硅氧四面体，硅酸盐的性质，例如Na2SiO3，唐三彩，China，反应条件，高温烧结等内容，欢迎下载使用。
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。从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。
材料按照化学组成和特性来分：
塑料、合成橡胶、合成纤维
传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见。如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。
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 ②原子比例不变 ③多种金属同时存在，活泼的写在前面
在硅酸盐中，Si和O构成了__________，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。其结构示意图为
多数具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
水泥、沙子和碎石等与水混合
二、新型无机非金属材料
随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。
高纯度的含硅元素的材料：单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能。
含碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域广泛应用。
(1) 硅元素的存在与性质
①存在：硅元素含量在地壳中居第二位。硅是亲氧元素，在自然界中没有游离态，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。
硅元素位于元素周期表第三周期、第ⅣA族。正好处于金属与非金属的过渡位置，是应用最广泛的半导体材料。
单质硅是灰黑色具有金属光泽的固体。
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
SiO2 + 4HF== SiF4 ↑+2H2O
——唯一能与SiO2反应的酸
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
光导纤维、石英坩埚、建筑材料、电器部件
二氧化硅可用来生产光导纤维。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、保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
2、埋在地下的光导纤维常因土壤成碱性而断路，为什么？用离子方程式表示。
SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O
3、SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性氧化物？
错。因为SiO2 + 4HF== SiF4 ↑+2H2O，生成的SiF4 不属于盐。
4、如何除去SiO2中混有的CaO杂质？
5、中国北京曙光公司研制了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。(1)“龙芯”1号(芯片)的主要化学成分是________。(2)互联网使用的数据传输材料叫________，主要化学成分是________。(3)秦兵马俑制品的主要生产原料是________，主要成分为________。
碳原子和硅原子通过共价键连接
一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
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。
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的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。
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。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。
比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。
（1）陶瓷 （2）玻璃 （3）水泥
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
2. 下列关于硅酸的说法正确的是（　　）
A．硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得B．可用反应Na2SiO3+2HCl === 2NaCl+H2SiO3↓制取C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠