5.3 无机非金属材料 知识清单 -2024-2025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 01 知识体系 02 考点速记 01 知识体系 02 考点速记 知识点一 硅酸盐材料 1.硅酸盐的组成、结构与特点 （1）定义：硅酸盐是指由硅酸根（SiO32-）和金属离子组成的化合物，可以用二氧化硅和金属氧化物表示其组成，如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为。 （2）结构：硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，每个硅原子结合四个氧原子，硅在四面体的中心，O在四面体的四个顶角。 （3）特点：硅氧四面体结构的特殊性决定了硅酸盐材料具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀的特点。 2.常见的硅酸盐材料 （1）陶瓷：以黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）为原料，经高温烧结制成。 （2）玻璃：以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经高温煅烧制成。玻璃的主要成分为：Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂。 （3）水泥：以黏土和石灰石为原料，经高温烧结制成。 知识点二 单质硅 1.硅的存在形式 硅位于第三周期第四主族，不易得失电子，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。 2.硅的物理性质和化学性质 物理性质 色态 形态 熔点、硬度 导电性 金属光泽 固态 熔点高、硬度大 半导体，导电性介于导体和绝缘体之间 化学性质 (1) 常温下，除与 F₂、氢氟酸和强碱溶液反应外，硅不与其他物质 (如强酸和强氧化剂)反应。 硅与 NaOH 溶液的反应本质可以分两步：首先①，其次②，所以反应中还原剂是硅，氧化剂是水，NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂。 （2）加热时，硅可以与氧气、氯气、碳等发生化合反应。 3.硅的制取和用途 （1）制取流程图： （2）制备原理： 粗硅制备：① 纯硅制备：② ③ （3）硅的用途 高纯硅作为半导体材料，主要用于信息技术领域、新能源技术领域、半导体材料和合金材料中。 知识点三 二氧化硅 1.存在 二氧化硅俗名“硅石”，天然二氧化硅分为结晶形和无定形。 2.结构与物理性质 （1）结构：二氧化硅的晶体结构：以硅原子为中心、氧原子在四面体的四个顶角。 （2）物理性质 二氧化硅以硅原子为中心、氧原子在四面体四个顶角的晶体结构，决定了二氧化硅熔点高、硬度大，不溶于水。 3.化学性质 二氧化硅属于酸性氧化物，具有酸的通性。 （1）具有酸性氧化物的通性 ①能与碱反应 ②与碱性氧化物反应 （2）高温下能与碳酸钠、碳酸钙反应生产玻璃（玻璃的主要成分为硅酸钠、硅酸钙） （3）弱氧化性 （4）与氢氟酸反应 4.用途 (1) 水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。 (2) SiO₂可用于制造光导纤维。 (3) 石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 (4) 石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。 知识点四 新型陶瓷和碳纳米材料 （1）新型陶瓷：主要成分为碳化硅（金刚砂）、氮化硅、钛酸盐等 （2）碳纳米材料：由碳原子通过不同的排列方式形成的材料。 学科网（北京）股份有限公司 $$