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课件网) 第三节 无机非金属材料 第2课时 新型无机非金属材料 第五章 化工生产中的重要非金属元素 -- 含硅材料的认识与应用 硅酸盐 二氧化硅 硅蛋白 SiO2·nH2O 天然水晶 SiO2 硅 石 土土 教材描述： 材料是人类赖以生存的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。从组成上来看，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生…… 无机非金属材料： 人类发展的漫长历史中，无机非金属材料的使用远远早于金属材料的使用 不知不觉中利用了这些材料的“抗腐蚀、高硬度”等特性 （公元前5000年~公元前3000年） （公元前1500年~公元前1300年） （1756年） 从公元前5000多年开始~至今…… 传统无机非金属材料--硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 nAl2O3·mSiO2·xH2O Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、 3CaO·Al2O3 (Na2O·SiO2、CaO·SiO2) 无机非金属材料： 教材描述： 材料是人类赖以生存的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。从组成上来看，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生…… 硅与氧之间有非常强的亲合力--“亲氧” 【思考1】“许多无机非金属材料中含有硅、氧元素”，你能否作出某种猜测？ 自然界中硅元素的含量很高，但没有游离态的硅 教材描述： ……从组成上来看，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生…… Si ①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； ②许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体共有，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、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点 【问题1】你还记得CO2的电子式和结构式吗？ 【问题2】你能理解教材P19“硅酸盐的结构”描述吗？ SiO44- - - - - - - - - - - - - - - - - 【思考2】 自然界的岩石其外观、纹理、硬度等均存在巨大差异，试推测其原因是什么？ SiO44-离子 硅氧四面体 【思考3】根据含硅酸盐矿物的外部特征，能否将三类物质微观结构与其匹配？ 丝光沸石K2Al2Si10O24 ·7H2O K2O·Al2O3·10SiO2·7H2O 云母 KAl3Si3O11 K2O·3Al2O3·6SiO2 天然水晶 SiO2 教材描述： ……从组成上来看，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生…… 教材描述： 现代信息技术式建立在半导体材料基础上的。位于元素周期表第三周期、第ⅣA族的硅元素，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最微广泛的半导体材料。 现代信息技术材料 信息的处理与存储 1956--硅集成电路 信息的传输 1970美国康宁公司研制成低传输损耗的石英光纤 【思考4】从物质价态角度分析，工业上如何利用SiO2获取Si单质 单质 氧化物 +4 0 SiO2 Si 还原剂 C H2 书写上述过程涉及的化学反应方程式: 【你有质疑吗？】 原子半径： 非金属性： 氧化性： r（C）＜r（Si） C>Si C>Si 信息的处理与存储 -- Si 硅材料按照纯度可以分为 冶金级硅 太阳能级硅 电子级硅 90%~95%， 有 ... ...
