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1、高中化学 必修2 第五章第三节第三节 无机非金属材料无机非金属材料无 机 非 金 属 材 料一、传统无机非金属材料硅酸盐材料1.在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体2.每个Si结合4个O，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为两个四面体所共用，与2个Si相结合。3.硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀特点。1.陶 瓷黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)高温烧结而成抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等(人类最早使用的硅酸盐产品)主要原料反应原理特 点应 用
2、2.玻璃石英砂(主要成分SiO2)、纯碱、石灰石主要原料反应原理主要成分高温下发生复杂的物理和化学变化制得Na2SiO3CaSiO3SiO22.玻璃应 用生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、还可制造玻璃纤维用于高强度符合材料等。加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。3.水泥黏土、石灰石主要原料反应原理特 点应 用水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化加适量石膏可调节水泥硬化速率具有水硬性（与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬）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二、新型无机非金属材料 硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最广泛的半导体材料
3、。晶体硅中的杂质会影响其导电性能，因此必须制备高纯度的硅。高纯硅的制备：石英砂粗硅SiHCl3高纯硅1800 2000焦炭300HCl1100H2 SiO2+2C Si(粗粗)+2CO1800 0C 2000 0C Si+3HCl SiHCl3+H2300 0C SiHCl3+H2 Si+3HCl1100 0C硅是一种亲氧元素，在自然界中没有游离态，一般以SiO2或硅酸盐的形式存在。1.晶体硅硅单质的化学性质1.晶体硅用途 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通讯设备和家用电器等的芯片，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。2.二氧化硅沙子石英
4、砂玛瑙水晶SiO2硬度大、熔沸点高、常温下为固体、难溶于水、不导电、立体网状结构物理性质2.二氧化硅1、具有酸性氧化物的通性不溶于水，不与水反应（特殊）（类比CO2）SiO2+CaO CaSiO3高温高温与碱性氧化物反应与某些盐反应与强碱反应 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O2.二氧化硅化学性质3、特性：与氢氟酸（HF）反应SiO2+4HF SiF4+2H2OSiO2+2C=Si+2CO高温2、氧化性化学性质2.二氧化硅二氧化硅可用来生产光导纤维。光导纤维石英坩埚玻璃仪器精美瓷器（通信）用 途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，能有效提高通讯效率高纯硅广泛应用于
5、信息技术和新能源技术领域。2.二氧化硅SiO2小结SiO2酸性氧化物水不反应碱性氧化物碱某些盐氧化性碳活泼金属特性应用光导纤维硅酸钠 Na2SiO3物理性质白色可溶于水的粉末状固体，水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，有很强的黏合性。化学性质与酸反应：Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3制硅酸；黏合剂(矿物胶)；耐火阻燃剂；防腐剂用途Na2SiO3+2HCl=2NaCl2+H2SiO3是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱，溶解度很小,不稳定，受热易分解H2SiO3 H2O+SiO2 如何制备硅酸？已知：酸性：盐酸碳酸硅酸强酸制弱酸Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl2+H2SiO3硅酸 H2SiO3硅酸 H2SiO3硅 酸聚合硅酸凝胶干燥脱水硅酸干凝胶“硅胶”硅胶的用途：食品、药品的干燥剂催化剂的载体高中化学唯一难溶性酸硅及其化合物转化图SiSiO2H2SiO3Na2SiO3CaSiO3SiCSiF4O2，加热C，高温加热NaOHHCl/CO2，H2OCaO/CaCO3，高温HFCCaCl2SiH4H2，加热NaOH /Na2CO3 3.新型陶瓷碳原子复合材料4、无机非金属材料一、传统无机非金属材料二、新型无机非金属材料1、硅2、二氧化硅3、新型陶瓷4、碳纳米材料1、成分：硅酸盐2、分类：陶瓷、玻璃、水泥