5.3 无机非金属材料第一课时课件 2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一课时 第三节　无机非金属材料 必修第二册 材料 金属材料 非金属材料 复合材料 无机非金属材料 有机非金属材料 纯金属 合金 天然材料 合成材料 【复习回顾】材料的分类 碳纤维、玻璃钢等 [思考1]无机非金属材料有哪些呢？ 了解无机非金属材料在生产、生活中的应用来研究材料的性能及应用 通过对无机非金属材料的了解，深刻认识化学对社会可持续发展的重要的作用，培养学生科学态度和社会责任的化学核心素养。 PART 01 PART 02 核心素养发展目标 无机非金属材料 (3)物质类型： (1)元素组成： (2)特点： 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 无机非金属材料一般含有硅、氧元素 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 硅酸盐材料 ①表示方法： ②表示顺序是： 例如：硅酸钠 Na2SiO3 表示： 镁橄榄石 Mg2SiO4 表示： 高岭石 Al2Si2O5(OH)4 表示： （1）组成与表示：由硅、氧和金属组成的化合物 Na2O·SiO2 2MgO·SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O 硅酸盐材料 注：但化学式前面的系数不能为分数 活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水 硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成 （２）硅酸盐的结构 　　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、耐腐蚀等特点。 　　在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。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为两个四面体所共有，与2个Si相结合。 （３）硅酸盐的性质 陶瓷 原料 反应原理 用途 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 China 主要成份 高温烧结 瓷都 硅酸盐材料之一陶瓷 Al2O3·2SiO2·2H2O 玻璃 原料 反应原理 用途 纯碱、石灰石和石英砂 高温下发生复杂的物理和化学变化 主要成分 生产建筑材料、 光学仪器、 各种器皿， 制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 硅酸盐材料之二玻璃 【资料卡片】 生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；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。 ＣaCO3+SiO 2 = ＣaSiO3+CO2↑ 高温 Na2CO3+SiO 2 = Na2SiO3+CO2↑ 高温 涉及反应 水泥 原料 用途 黏土和石灰石 石膏 反应原理 高温煅烧 主要成份 硅酸盐材料之三水泥 辅料 硅酸二钙、铝酸三钙等 调节水泥硬化速率 制混凝土，大量用于建筑和水利工程 一、硅和二氧化硅 二、新型陶瓷 三、碳纳米材料 新型无机非金属材料 （下节课） 新型无机非金属材料之二新型陶瓷 在光、热、电、磁学等方面有新的特性和功能 类型 超导陶瓷 高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 SiC陶瓷 俗称：金刚砂 耐高温结构材料 耐高温半导体材料 【SiC】 【Si３Ｎ４】 新型无机非金属材料之三碳纳米材料 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 碳纳米管 石墨烯 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。 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。 [课堂小结] 新型无机非金属材料 硅和二氧化硅 新型陶瓷 碳纳米材料 １、《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是（ 　 ） A．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理化学变化 B