5.3 非金属材料（图文版知识清单，不可编辑）化学人教版必修第二册

无机非金属材料一 硅酸盐材料：知识清单 一、 传统无机非金属材料一 硅酸盐材料 1.无机非金属材料 (1)组成元素：多含有硅、氧等元素。 (2)分类：传统无机非金属材料、新型无机非金属材料。 (3)性能：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。 (4)应用领域：日常生活应用、航空、航天、信息和新能源等 领域。 2.硅酸盐及其结构 (1)概念：硅酸盐是由硅、氧和金属等元素组成的化合物的总称。 (2)结构：S和O构成硅氧四面体，许多四 面体通过顶角的O相互连接。 (3)特性：硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀。 【特别提醒】二氧化硅的特殊性 (1)性能差异1：酸性氧化物一般能与水反应生成对应酸，但S02 不溶于水，不能直接生成H2SiO3。 (2)性能差异2：非金属氧化物熔点一般较低，但S0,熔点很高。 (3)反应差异：酸性氧化物一般不与酸反应，但S0,可与氢氟酸反应： Si02+4HF=Sif4↑+2H2O 常见的硅酸盐材料：对比与应用一知识清单 项目 陶瓷 玻璃 水泥 Na2SiOa 硅酸三钙(3Ca0·Si02) 主要 成分复杂 CaSiO3 硅酸二钙(2Ca0·Si02) 成分 (含水铝硅酸盐) SiO2 铝酸三钙(3Ca0·Al203) 【特别授醌】 6 【特别援醒】 苔通破璃是 水泥硬化是复杂的 混合物，没有 物理化学过程。 国定的密点。 纯碱 主要原料：石灰石、 生产 黏士 黏士 石灰石△ 原料 辅助原料：适量石膏 石英砂 【特别提醒】 加入石膏的目 的是调节水泥 的藏结时间。 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 主要 设备 建筑材料、绝缘 建筑材料、光学 大量用于建筑和水 材料、日用器 仪器、器皿、玻 利工程 用途 皿、卫生洁具等 璃纤维 高纯度含硅元素材料一硅和二氧化硅 知识清单 1.硅的存在与结构 【特别提醒】 刀化合态存在 原子结构 周期表 存在 示意图 位置 含量 存在形态 【特别提醒】 地壳中居 8 第三周期、 ≈27% 氧化物和 第二位 第IVA族 (约为27.7%) 硅酸盐 【特别提醒】 【特别提醒】 化合态存在 最外层4个电子 氧硅酸盐 2.高纯硅的制备 (1)流程： (还原) (提纯) (还原) SiO2 粗硅 SiHClg 高纯硅 (2) 核心反应： Si 高温 ①Si02+2C回≌ Si+2C0个（制粗硅） 碳合减少减Si 0 ②Si+3HCl 定条件 SiHC+H2(提纯) o③SiHC3+H2 高温 Si+3HCL (制高纯硅) 【化学知识卡片】 硅和二氧化硅的用途-知识清单 (1)单质硅 (si) ①信息技术：半导体材 料，硅晶片是生产芯片的 基础材料。 特别提醒：单质硅是良好的 半导体材料，应用于芯片。 ②新能源技术： 硅太阳能 电池。 特别提醒：硅太阳能电池 将光能直接转化为电能。 (2) 二氧化硅(Si02) 二氧化硅：用于生产光导纤维。 特别提醒：二氧化硅（石英 玻璃)利用其优良的光学特 性，用于光导纤维通信。 【高中化学.物质结构】 新型陶瓷知识卡片 新型陶瓷概况 (1) 组成：不再限于传统硅酸盐体系 (2)特性：在光学、热学、电学、磁学等方面具有 新特性和功能。 二、 典型示例：碳化硅 （SiC,俗称金刚砂) 碳化硅(SiC) si 结构：类似金刚石，硬度大 性能：高温抗氧化性优异 用途：磨料、耐高温材料 Si 【特别提醒】 碳化硅的硬度仅次于金刚石，是一种理 想耐磨、耐高温材料。 三、常见新型陶瓷类型 1.高温结构陶瓷：用于动机剂 2.压电陶瓷：对于传感器 3.透明陶瓷：用于镜片 4.超导陶瓷：对于浮流列车 5.碳纳米材料知识清单 化学核心考点速记卡片（高中版） 【特别提醒】 (1)富勒烯： 每一个富勒烯分子都是 封闭的，呈中空笼状。 -由碳原子构成的笼形分子总称。 -典型代表：如C60(由60个碳原子组成) 用途：可用于制备碳纳米材料。 【特别提醒】 可以看作是将石墨烯卷起 (2)碳纳米管： 来，具有极高的拉伸演度， 是钢的数十倍。 -石墨片层卷成的管状物。 -特点：直径为纳米级(1-100nm) 比表面积大、强度高、电学性能优良。 -用途：用于复合材料、电池、传感器等。 〔特别提醒】目前发现的最 薄、强度最大、导电导热性 (3)石墨烯： 能最强的新型纳米材料。 单层石墨（仅一个碳原子厚度） 特点：电阻率低（导电性极好） 热导率高、强度大。 -用途：应用于光电器件、超级电容器、 电池和复合材料等领域。