無機非金屬材料第二課時

新型無機非金屬材料人教版必修第二

冊第五

章高中化學無機非金屬材料人教版必修第二冊第五章高中1新型無機非金屬材料常見類型

一高純度的含硅元素的材料，例如單晶硅，二氧化硅等

具有特殊的光學和電學性能二一些含碳元素和氮元素的物質，如碳化硅，氮化硅等

通常在航天，醫療，能源等領域有廣泛應用新型無機非金屬材料常見類型

一高純度的含硅元素的材料，2硅

(1)硅元素的存在與結構存在原子結構示意圖周期表中位置含量存在形態硅酸鹽和氧化物第三周期、第ⅣA族地殼中居第二位硅存在原子結構周期表中位置含量存在形態硅酸鹽和第三周期、地殼3注意:1自然界中不存在游離態的硅2由于硅處于金屬元素和非金屬元素過渡的位置所以硅是良好的半導體材料注意:4硅的化學性質不活潑常溫下，與氫氟酸、氟氣、強堿反應。加熱情況下，也與一些非金屬(Cl2O2)反應?；瘜W性質硅的化學性質不活潑化學性質51、與氟氣反應：2、與氫氟酸反應：3、與強堿溶液反應：4、與氯氣反應：5、與氧氣反應Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高溫1、與氟氣反應：2、與氫氟酸反應：3、與強堿溶液反應：4、與6(3)硅的制備SiO2+2C==Si+2CO↑(粗硅)高溫工業上用焦炭還原石英砂可制得含有少量雜質的粗硅如何制備高純硅？(3)硅的制備SiO2+2C==Si+2CO↑(粗7其中涉及的主要化學反應為：①____________________________________②_____________________________________③_____________________________________其中涉及的主要化學反應為：8高純硅的用途1應用于信息技術和新能源技術等領域2利用半導體性能制成計算機，通訊設備和家用電器等的芯片3光伏電站，人造衛星和電動汽車等的硅太陽能電池高純硅的用途1應用于信息技術和新能源技術等領域9單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。用化學方法可制得高純度硅,其化學方程式為:下列對上述三個反應的敘述中,錯誤的是(

)A.①③為置換反應B.②為化合反應C.①②③均為氧化還原反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原D單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。用化學方法可制得高純度硅10二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，瑪瑙物理性質：難溶于水，熔點高，硬度大。化學性質：比較穩定(1)二氧化硅是一種酸性氧化物SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

SiO2＋CaO===CaSiO3(2)二氧化硅能與氫氟酸反應SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O用途：光導纖維，通訊容量大，抗干擾性好，傳輸信號不易衰減高溫二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，瑪瑙物理性質：難溶于11實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞

NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘結而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞12新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，在光學，熱學，電學，磁學等方面具有很多新的特性和功能(1)碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)①結構:碳原子和硅原子通過共價鍵連接,具有類似金剛石的結構。②性質和用途:

可用作砂紙和砂輪的磨料具有優異的高溫抗氧化性能，使用溫度可達1600℃，可用作耐高溫結構材料、耐高溫半導體材料新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，在光學，熱13(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要應用高溫結構陶瓷碳化硅、氮化硅、金屬氧化物耐高溫、抗氧化、耐腐蝕用于火箭發動機、汽車發動機和高溫電極材料等壓電陶瓷鈦酸鹽、鋯酸鹽等能實現機械能和電能的相互轉化用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等透明陶瓷氧化鋁、氧化釔等透明陶瓷；氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷具有優異的光學性能、耐高溫、絕緣性好用于高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等超導陶瓷臨界溫度下具有超導性用于電力、交通、醫療領域等(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要應用高溫結碳化硅、氮化14碳納米材料碳納米材料在能源、信息、醫藥等領域有著廣闊的應用前景。碳納米材料15新型材料結構特點主要性能主要應用富勒烯碳原子構成的一系列籠形分子工業材料，應用于電化學，催化劑，抗癌藥物等碳納米管石墨片層卷成的直徑納米級的管狀物比表面積大，具有高的強度和優良的電學性質生產復合材料、電池和傳感器等石墨烯一個碳原子直徑厚度的單層石墨電阻率低、熱導率高、具有很高的強度應用于光電器件、超級電容器、電池和復合材料等方面新型材料結構特點主要性能主要應用富勒烯碳原子構成的一系列籠形16CC17新型無機非金屬材料硅結構存在化學性質高純硅制備高純硅用途

二氧化硅存在形式化學性質用途新型陶瓷碳化硅其他新型陶瓷碳納米材料富勒烯碳納米管石墨烯小結新型無機非金屬材料硅結構存在二氧化硅存在形式新型陶瓷碳化硅碳18

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章高中化學無機非金屬材料人教版必修第二冊第五章高中19新型無機非金屬材料常見類型

一高純度的含硅元素的材料，例如單晶硅，二氧化硅等

具有特殊的光學和電學性能二一些含碳元素和氮元素的物質，如碳化硅，氮化硅等

通常在航天，醫療，能源等領域有廣泛應用新型無機非金屬材料常見類型

一高純度的含硅元素的材料，20硅

(1)硅元素的存在與結構存在原子結構示意圖周期表中位置含量存在形態硅酸鹽和氧化物第三周期、第ⅣA族地殼中居第二位硅存在原子結構周期表中位置含量存在形態硅酸鹽和第三周期、地殼21注意:1自然界中不存在游離態的硅2由于硅處于金屬元素和非金屬元素過渡的位置所以硅是良好的半導體材料注意:22硅的化學性質不活潑常溫下，與氫氟酸、氟氣、強堿反應。加熱情況下，也與一些非金屬(Cl2O2)反應。化學性質硅的化學性質不活潑化學性質231、與氟氣反應：2、與氫氟酸反應：3、與強堿溶液反應：4、與氯氣反應：5、與氧氣反應Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高溫1、與氟氣反應：2、與氫氟酸反應：3、與強堿溶液反應：4、與24(3)硅的制備SiO2+2C==Si+2CO↑(粗硅)高溫工業上用焦炭還原石英砂可制得含有少量雜質的粗硅如何制備高純硅？(3)硅的制備SiO2+2C==Si+2CO↑(粗25其中涉及的主要化學反應為：①____________________________________②_____________________________________③_____________________________________其中涉及的主要化學反應為：26高純硅的用途1應用于信息技術和新能源技術等領域2利用半導體性能制成計算機，通訊設備和家用電器等的芯片3光伏電站，人造衛星和電動汽車等的硅太陽能電池高純硅的用途1應用于信息技術和新能源技術等領域27單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。用化學方法可制得高純度硅,其化學方程式為:下列對上述三個反應的敘述中,錯誤的是(

)A.①③為置換反應B.②為化合反應C.①②③均為氧化還原反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原D單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。用化學方法可制得高純度硅28二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，瑪瑙物理性質：難溶于水，熔點高，硬度大?；瘜W性質：比較穩定(1)二氧化硅是一種酸性氧化物SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

SiO2＋CaO===CaSiO3(2)二氧化硅能與氫氟酸反應SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O用途：光導纖維，通訊容量大，抗干擾性好，傳輸信號不易衰減高溫二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，瑪瑙物理性質：難溶于29實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞

NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘結而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞30新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，在光學，熱學，電學，磁學等方面具有很多新的特性和功能(1)碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)①結構:碳原子和硅原子通過共價鍵連接,具有類似金剛石的結構。②性質和用途:

可用作砂紙和砂輪的磨料具有優異的高溫抗氧化性能，使用溫度可達1600℃，可用作耐高溫結構材料、耐高溫半導體材料新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統的硅酸鹽體系，在光學，熱31(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要應用高溫結構陶瓷碳化硅、氮化硅、金屬氧化物耐高溫、抗氧化、耐腐蝕用于火箭發動機、汽車發動機和高溫電極材料等壓電陶瓷鈦酸鹽、鋯酸鹽等能實現機械能和電能的相互轉化用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等透明陶瓷氧化鋁、氧化釔等透明陶瓷；氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷具有優異的光學性能、耐高溫、絕緣性好用于高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等超導陶瓷臨界溫度下具有超導性用于電力、交通、醫療領域等(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要應用高溫結碳化硅、氮化32碳納米材料碳納米材料在能源、信息、醫藥等領域有著廣闊的應用前景。碳納米材料33新型材料結構特點主要性能主要應用富勒烯碳原子構成的一系列籠形分子工業材料，應用于電化學，催化劑，抗癌藥物等碳納米管石墨片層卷成的直徑納米級的管狀物比表面積大，具有高的強度