資源簡介

(共21張PPT)
第17講
碳族元素 無機非金屬材料
診斷性評價
【2022·廣東，3】廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是
文物
選項 A.南宋鎏金飾品 B.蒜頭紋銀盒 C.廣彩瓷咖啡杯 D.銅鍍金鐘座
√
碳量子點
一.碳單質
元素在元素周期表中的位置？元素分區？第IVA族價電子排布？
碳的同素異形體
共價晶體
分子晶體
混合晶體
二.硅單質
第三周期、IV A族，
處于金屬和非金屬的過渡位置
元素位置
硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是一種重要的半導體材料，被廣泛用于制造芯片和太陽能電池。
結構特點
最外層4個電子
不易得失電子
與氫氣化合的難易程度（難）
簡單氣態氫化物的穩定性（差）
Si+2H2 SiH4
高溫
【2021·浙江6月選考，26(1)】已知3種共價晶體的熔點數據如下表：
金剛石 碳化硅 晶體硅
熔點/℃ >3 550 2 600 1 415
金剛石熔點比晶體硅熔點高的原因是_________________________________________
_________________________________________________________________________。
共價晶體中，原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，熔點越高，原子半徑：C＜Si(或鍵長：C—C＜Si—Si)，鍵能：C—C＞Si—Si
粗硅的制備
SiO2＋2C==Si+2CO↑
高溫
三.SiO2
類別視角
酸性氧化物
SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O
SiO2＋H2O==H2SiO3
不能反應
SiO2＋CaO==CaSiO3
高溫
SiO2+Na2CO3（熔融）== Na2SiO3+CO2↑
雖然其為酸性氧化物，但與CO2、SO2不同，SiO2為原子直接構成的物質（共價晶體），它是一種高熔點、高硬度的無色晶體，不溶于水。
已知玻璃中含有SiO2
盛裝的試劑瓶應該使用何種塞子？
硅氧四面體
價態視角
硅為+4價，最高價
具有氧化性
SiO2＋2C==Si+2CO↑
高溫
特性視角
常溫下對于鹽酸、
硫酸等顯惰性
但可與氫氟酸（HF）反應
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
雕刻玻璃
折射率合適，能夠發生全反射，儲量豐富，成本價格較為低廉，用于制造光導纖維
四.傳統無機非金屬材料
陶瓷
原料：黏土(含水的鋁硅酸鹽)
玻璃
原料：純堿、石灰石和石英砂（主要成分SiO2）
水泥
原料：黏土、石灰石、石膏
基于元素周期律H2CO3>H2SiO3
強酸制弱酸
向硅酸鹽中通入CO2或者加鹽酸等強酸
Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3
硅酸鈉水溶液俗稱：水玻璃
有時也寫作
硅酸膠體
硅酸物質特性
單聚硅酸根
橄欖石
Mg2SiO4
也可寫作
2MgO·SiO2
二聚硅酸根
鈧硅石
Sc2Si2O7
Sc2O3·2SiO2
鏈聚硅酸根
石棉
Mg3[(OH)4Si2O5]
片層狀聚硅酸根
云母
KMg3(OH)2Si3AlO10
KAlO2·3MgO·3SiO2·H2O
3MgO·2SiO2·2H2O
【2013全國卷】天然硅酸鹽組成復雜，陰離子的基本結構單元是 四面體，如圖(a)，通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式，圖(b)為一種無限長雙鏈的多硅酸根，其中Si與O的原子數之比為________
1∶3
五.新型無機非金屬材料
SiC
俗稱金剛砂
BN
其主要成分是鈦酸鋇和鈦酸鉛。壓電陶瓷對外力極為敏感，可將極其微弱的機械振動轉換成電信號。
碳納米管導電漿料分散穩定、導電性能優異，可作為鋰離子電池的正負極材料的導電劑，能夠顯著降低電池內阻，提高充放電功率密度，提高活性材料壓實密度、克容量發揮，顯著降低導電劑用量，改善高低溫放電及循環性能，提高活性材料比例及能量密度，增強電解液吸收,從而延長電池使用壽命。
六.碳族其他元素
Sn通常有0，+2，+4價
配置SnCl2溶液需要注意幾點？
SnCl4極易水解，潮濕空氣中發煙
Sn＋2Cl2(g)=SnCl4(l)
Pb通常有0，+2，+4價
鉛丹，Pb3O4，紅色
鉛酸蓄電池
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
充電
放電
終結性評價
1.(2022·河北，1)定窯是宋代五大名窯之一，其生產的白瓷聞名于世。下列說法正確的是
A.傳統陶瓷是典型的絕緣材料
B.陶瓷主要成分為SiO2和MgO
C.陶瓷燒制的過程為物理變化
D.白瓷的白色是因鐵含量較高
√
2.(2019·全國卷Ⅰ,7)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著密切的關系。下列說法錯誤的是
A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵
B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成
C.陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽
D.陶瓷化學性質穩定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優點
√

展開更多......

收起↑