5.3 无机非金属材料 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节 无机非金属材料 第五章 化工生产中的重要非金属元素 1 许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，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 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料、高分子材料等 新课导入 材料分类 无机非金属材料 金属材料：包含纯金属和合金 有机高分子材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 复合材料 无机非金属材料由什么物质组成？有什么性质？ 【思考】 知识梳理 传统无机非金属材料 硅酸盐 存在： 定义： 表示方法： 硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中 由金属、硅、氧等元素形成的盐 ①用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3 ②用氧化物的形式表示，如Na2O•SiO2、CaO•SiO2 知识梳理 1.硅酸盐结构 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 许多四面体通过顶角的O相互连接 每个 O 为两个四面体所共有，与 2 个 Si 相结合 大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等 硅酸盐性质 有例外：Na2SiO3 一、硅酸盐 拓展延伸 2、最简单的硅酸盐——Na2SiO3 物理性质 化学性质 俗称泡花碱，白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，有很强的黏合性。 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+H2O+CO2（少量） Na2CO3+H2SiO3↓ 硅酸钠的用途 ①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃材料；④防腐剂 知识梳理 3.硅酸H2SiO3 H2SiO3是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱，溶解度很小,不稳定，受热易分解 H2SiO3 H2O+SiO2 硅胶 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 知识梳理 1.陶瓷 原料： 历史： 应用： 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 青花瓷、唐三彩 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 China 反应条件： 高温烧结 瓷都 二、传统无机非金属材料 1.陶瓷 知识梳理 旧石器时代陶器 距今将近2万年 新石器时代陶器 距今约1万年 战国春秋原始瓷 距今约1万年 陶瓷的发展史 越窑青瓷 刑窑白瓷 唐三彩 知识梳理 2.玻璃 原料： 工业设备： 应用： 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 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 2. 玻 璃 知识梳理 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。 玻 璃 知识梳理 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。 着色剂 玻璃颜色 MnO2 紫色 CoO、 Co2O3 紫红色 FeO、 K2Cr2O7 绿色 CdS、 Fe2O3 、Sb2S3 黄色 AuCl 、 Cu2O 红色 CuO 、 MnO2 、 Fe3O4 黑色 【思考】 家中常用的玻璃为什么微微带绿色？ 玻 璃 知识梳理 3.水泥 原料： 工业设备： 黏土和石灰石 水泥回转窑 混凝土： 水泥、沙子和碎石等与水混合 石膏的作用： 条件： 高温煅烧 调节水泥硬化速率 3.水泥 知识梳理   陶瓷 玻璃 水泥 主要原料 主要成分 铝硅酸盐 Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2 主要设备 生产条件 黏 土 玻 璃 窑 黏土、石灰石 水 泥 回 转 窑 纯碱、石灰石、石英砂 （主要成分是SiO2） 烧 结 熔 融 煅 烧 总结：传统的无机非金属材料--硅酸盐材料 知识梳理 一些材料含碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域广泛应用。 随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。 高纯度的含硅元素的材料：单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。 氮化硅陶瓷 三、新型无机非金属材料 知识梳理 计算机芯片 第 ____ 周期 第 ____ 族 IVA 三 单质的导电性： 介于导体与绝缘体之间 应用最广泛的半导体材料 处于金属与非金属的过度位置 ①、元素的存在与结构 1、单晶硅 知识梳理 16 存在形式 硅 硅酸盐： 地壳中大多数矿物 氧化物： 水晶、玛瑙 等 晶体硅中的杂质会影响导电性能，如何制备高纯硅呢？