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(共24張PPT)
第三節 無機非金屬材料
人教版（2019） 化學 必修2
傳統硅酸鹽材料
新型無機非金屬材料
CONTENTS
目錄
傳統硅酸鹽材料
閱讀教材P19第一自然段思考并快速回答下列問題：
1.材料的分類？
2.無機非金屬材料的組成元素？
3.無機非金屬材料的性能特點？
硅、氧等
耐高溫、抗腐蝕、硬度高、有特殊的光學電學性能。
無機非金屬材料、金屬材料、有機高分子材料、復合材料
傳統硅酸鹽材料
閱讀教材P19硅酸鹽材料思考并快速回答下列問題：
1.傳統無機非金屬材料成分是什么？
2.硅酸鹽材料有何特點？請從結構角度加以解釋.
3.傳統無機非金屬材料有哪些？
硅酸鹽
Si和O構成了硅氧四面體結構，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度高、難溶于水、耐高溫、抗腐蝕等特點。
陶瓷、玻璃、水泥
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陶瓷
玻璃
水泥
傳統硅酸鹽材料
分類 名稱 原料 性能 主要用途
傳統硅酸鹽材料 陶瓷
玻璃
水泥
黏土（主要成分含水的鋁硅酸鹽）
熔點高、硬度大、耐腐蝕、性質穩定
建筑材料、日用器皿、衛生潔具等
純堿、石灰石和石英砂
透光性好，硬度大、無固定熔點
建筑材料、各種器皿、光學儀器等
黏土和石灰石
遇水逐漸變硬（水硬性）、硬化后性質穩定
大量用于建筑、水利、道路等工程中
普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂(SiO2)為原料,發生復雜的物理變化和化學變化后主要成分變成了Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。你能寫出發生反應的化學方程式嗎
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑
這兩個反應都是固體物質在高溫下發生的，遵循的高沸點物質制取低沸點物質。與酸性無關，不能通過這兩個反應得出“酸性：H2SiO3>H2CO3”
思考與交流
DEMO SLIDE
硅谷 silicon valley
美國的硅谷——位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長48公里，寬16公里的長條形地帶上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半導體公司（思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果） ，而半導體的基本元件是硅片，所以該地區被稱為“硅谷”。該地區客觀上成為美國高新技術的搖籃。現在硅谷已成為世界各國半導體工業聚集區的代名詞。也是高新科技的象征。
新型無機非金屬材料
元素硅位于元素周期表第三周期、第IVA族，正好處于金屬和非金屬的過渡位置，其單質的導電性介于導體和絕緣體之間，是應用最為廣泛的半導體材料。常用作電器芯片和太陽能電池。硅元素含量在地殼中居第二位。硅是親氧元素，在自然界中沒有游離態，主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在。
DEMO SLIDE
硅
1.自然界中沒有游離態的硅，那該如何制備硅單質呢？
思考與交流
2.晶體硅中的雜質會影響其導電性，該如何制備高純硅呢？
高純硅的制備
DEMO SLIDE
光導纖維
“光纖通信之父”
諾貝爾物理學獎得主——高錕
光導纖維，簡稱光纖，利用光導纖維進行的通信叫光纖通信。一對金屬電話線至多只能同時傳送一千多路電話，而根據理論計算，一對細如蛛絲的光導纖維可以同時通一百億路電話！鋪設1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。
DEMO SLIDE
二氧化硅
Manager
ANDY ROCK
新型無機非金屬材料
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DEMO SLIDE
二氧化硅
新型無機非金屬材料
存在形式：
沙子、水晶、石英、瑪瑙
結構：
硅氧四面體網狀結構
性質：
性質穩定，透光性好
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應用：
光導纖維，裝飾品
思考與交流
1.氫氟酸是HF的水溶液，可與SiO2發生反應生成SiF4和H2O.
請你解釋為什么氫氟酸溶蝕玻璃生產磨砂玻璃刻蝕花紋。
2.SiO2是一種酸性氧化物，能與強堿溶液反應。例如，SiO2和NaOH反應可生成Na2SiO3。Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，具有黏結力強、耐高溫等特性，可以用作黏合劑和防火劑。實驗室盛放堿溶液的試劑瓶應使用橡膠塞，而不用玻璃塞。請解釋原因。
DEMO SLIDE
新型陶瓷
SiC
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新型無機非金屬材料
新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，
在光學、熱學、電學、磁學等方面有很多新的特性和功能。
性質：
結構上與金剛石硅單質的類似，碳和硅以共價鍵的形式連接，硬度大耐高溫
應用：
硬度大可以作砂紙和砂輪的磨料，耐高溫可以作耐高溫結構材料和耐高溫半導體材料
著名的哈勃望遠鏡口徑達2.4米，最遠可以觀測到距離地球134億光年的宇宙深處。我國自主研發的碳化硅反射鏡口徑達到4.03米，這就標志著我國光學系統制造能力躋身于國際先進水平。
DEMO SLIDE
新型陶瓷
SiC
DEMO SLIDE
碳納米材料
新型無機非金屬材料
碳納米材料是近年來人們十分關注的一類新型無機非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，在能源、信息、醫藥等領域有著廣闊的應用前景。
碳納米材料
新型陶瓷
二氧化硅
硅
水泥
玻璃
陶瓷
課堂小結
傳統硅酸鹽材料
新型無機非金屬材料
課堂練習
例1、制造水泥和普通玻璃都需要的原料是（ ）。
A．石灰石 B．黏土
C．純堿 D．硅酸鈉
A
課堂練習
例2、下列說法錯誤的是(　　)
A．硅是制造太陽能電池的常用材料
B．二氧化硅是制造光導纖維的材料
C．常溫下二氧化硅性質活潑，可以與氯氣、強酸、強堿溶液等起反應
D．水玻璃可用作木材防火劑
C
課堂練習
例3、據報道,我國科學家近年來研制出一種新型“連續纖維增韌”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復合而成的。下列敘述不正確的是(　　)
A.它耐高溫、抗氧化 B.它比鋼鐵輕、硬,但質地較脆
C.它沒有固定熔點 D.它是一種新型無機非金屬材料
B
DEMO SLIDE
謝謝聆聽

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