（2019）新人教版高中化学必修二5.3 无机非金属材料ppt课件(001).ppt

1、第三节第三节 无机非金属材料无机非金属材料一、硅酸盐材料一、硅酸盐材料1、结构：、结构： 在硅酸盐中，在硅酸盐中，Si和和O构成了硅氧四构成了硅氧四面体，其结构如图。每个面体，其结构如图。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个个顶角；许多这样的四面体还可以通顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的过顶角的O相互连接，每个相互连接，每个O为两为两个四面体所共有，与个四面体所共有，与2个个Si相结合相结合 2、主要性质：、主要性质： 硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点定、耐腐蚀等特点 （一）陶瓷（一）陶瓷1、原料

2、：、原料： 陶瓷是以黏土（主要陶瓷是以黏土（主要成分为含水的铝硅酸成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料，经盐）为主要原料，经高温烧结而成高温烧结而成 2、应用：、应用： 生产建筑材料、生产建筑材料、绝缘材料、日绝缘材料、日用器皿、卫生用器皿、卫生洁具等洁具等 （二）玻璃（二）玻璃1、普通玻璃的主要成分：、普通玻璃的主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 2、原料：、原料： 纯碱（纯碱（Na2CO3）、石灰石（）、石灰石（CaCO3）、）、石英砂（石英砂（SiO2） 3、制作过程：、制作过程： 将原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，将原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变

3、化而制得发生复杂的物理和化学变化而制得 4、生产设备：、生产设备： 玻璃窑玻璃窑 5、用途：、用途： 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿、还可生产建筑材料、光学仪器、各种器皿、还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 6、特点：、特点： 玻璃属于混合物，无固定的熔点，在某一玻璃属于混合物，无固定的熔点，在某一温度范围内逐渐软化（玻璃态物质）温度范围内逐渐软化（玻璃态物质） （三）水泥（三）水泥1、主要原料：主要原料： 石灰石、黏土石灰石、黏土 辅助原料：辅助原料： 适量的石膏适量的石膏 2、制作过程：、制作过程： 黏土和石灰石与其他辅料经混合、研黏土和石灰石与其他辅料

4、经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，在磨成细粉就能得节水泥硬化速率，在磨成细粉就能得到普通水泥到普通水泥 3、生产设备：、生产设备： 水泥回转窑水泥回转窑 4、用途：、用途： 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程土，大量用于建筑和水利工程 5、特点：、特点： 水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬很容易凝固变硬 1、硅、硅二、新型无机非金属材料二、新型无机非金属

5、材料（1）位置：）位置： 周期表中位于第三周期、第周期表中位于第三周期、第IVA族，处于族，处于金属与非金属的过渡位置金属与非金属的过渡位置 （一）硅和二氧化硅（一）硅和二氧化硅（2）特点：）特点： 硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料是应用最为广泛的半导体材料 （3）存在形式：）存在形式： 硅在自然界主要以硅酸盐（如地壳中硅在自然界主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙）的形式存在玛瑙）的形式存在 （4）制备：）制备： 焦炭还原石英砂制得粗硅：焦炭还原石英砂制得粗硅： SiO2+

6、2CSi+2CO （5）应用：）应用： 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术，高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术，用作芯片和太阳能电池用作芯片和太阳能电池 2、二氧化硅：、二氧化硅： 二氧化硅用来生二氧化硅用来生产光导纤维产光导纤维 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O2OH-+SiO2=SiO32+H2O六、新型含硅物质六、新型含硅物质 物质物质 性质性质 用途用途 SiC 含含4%硅硅的硅钢的硅钢 硅橡胶硅橡胶 分子筛分子筛 俗称金刚砂，具有金刚石俗称金刚砂，具有金刚石结构，硬度很大结构，硬度很大 用作砂纸、砂轮的用作砂纸、砂轮的磨料磨料 具有很高的导磁性具有很高的导磁性 用作变

7、压器铁芯用作变压器铁芯 即耐高温又耐低温，在即耐高温又耐低温，在-60-250仍能保持良好的弹性仍能保持良好的弹性 用于制造火箭、导用于制造火箭、导弹、飞机的零件和弹、飞机的零件和绝缘材料等绝缘材料等 具有均匀微孔结构的具有均匀微孔结构的铝硅酸盐铝硅酸盐 用作吸附剂和催化剂用作吸附剂和催化剂 （二）新型陶瓷（二）新型陶瓷1、碳化硅（、碳化硅（SiC）：）： 俗称金刚砂，其中的碳和硅通过共价键连接，具俗称金刚砂，其中的碳和硅通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大有类似金刚石的结构，硬度很大 用途：用途： 用作砂纸、砂轮的磨料；用作砂纸、砂轮的磨料；碳化硅还具有优异的高温抗氧化性能，碳化硅

8、还具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等体材料等2、高温结构陶瓷：、高温结构陶瓷： 由碳化硅、氮化硅或某些金属氧化由碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成物等在高温下烧结而成 3、压电陶瓷、压电陶瓷4、透明陶瓷、透明陶瓷5、超导陶瓷：、超导陶瓷： 应用于磁悬浮技术应用于磁悬浮技术 （三）碳纳米材料（三）碳纳米材料物质物质结构结构性质性质用途用途富勒烯富勒烯由碳原子构成的一由碳原子构成的一系列笼形分子的总系列笼形分子的总称（代表物称（代表物C60）具有超导性能具有超导性能在电学、磁学、光学等在电学、磁学、光学等方面都有重要应用

9、方面都有重要应用碳纳碳纳米管米管可看成是由石墨片可看成是由石墨片层卷成的管状物，层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径具有纳米尺度的直径比表面积大，有比表面积大，有相当高的强度和相当高的强度和优良的电学性能优良的电学性能用于生产复合材料、电用于生产复合材料、电池和传感器等池和传感器等石墨烯石墨烯只有一个碳原子直只有一个碳原子直径厚度的单层石墨径厚度的单层石墨电阻率低、热导电阻率低、热导率高，具有很高率高，具有很高的强度的强度在光电器件、超级电容在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不方面的应用研究正在不断深入断深入分类分类名称名称性能性能主要用途主要用途传统

10、无机非金属材料陶瓷熔点高、硬度大、耐腐蚀、性质稳定建筑材料、日常器皿、卫生洁具玻璃透光性好、硬度大、无固定熔点建筑材料、各种器皿、光学仪器等水泥遇水逐渐变硬（水硬性）、硬化后性质稳定大量用于建筑、水利、道路等工程中分类分类名称名称性能性能主要用途主要用途新型无机非金属材料晶体硅导电性介于导体和绝缘体之间半导体材料、计算机芯片、太阳能电池等二氧化硅性质稳定，透光性好光导纤维、玻璃仪器、装饰品新型陶瓷 分别具有光学、热学、电学、磁学等方面的特性分别用于激光、火箭发动机、压电陶瓷（点火器）、磁悬浮技术石墨烯电阻率低、热导率高、强度大光电器件、超级电容、电池、复合材料碳纳米管比表面积大、电学性能好、强

11、度大传感器、电池、复合材料例.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑密色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、陶瓷和水泥均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是 （ ） A. 玻璃是人类使用最早的硅酸盐制品 B. 制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C. 硅酸盐制品的性质稳定，熔点较高 D. 石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐C例. 盛放下列试剂的试剂瓶能用磨口玻璃塞的是（ ） A. 氢氧化钠溶液 B. 盐酸 C. 硅酸钠溶液 D. 氢氟酸B例. 下列有关硅及其化合物用途的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是制造太阳能电池的主要原料 B.在电子工业中，硅是重要的半导体材料 C.光

12、导纤维是高纯度的硅单质 D.可用石英坩埚加热氢氧化钠固体 B例. 下列有关二氧化硅的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B. 二氧化硅既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应， 所以二氧化硅是两性氧化物 C. 二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制作光缆 D. 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时 发生反应D例. 下列有关无机非金属材料的说法错误的是（ ） A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B. 碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可制作耐高温轴承 C. 富勒烯C60是一种新型化合物 D. 超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，可用于磁悬浮技术C