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(共16张PPT)
第三节：无机非金属材料
金属材料
材料
无机非金属材料
有机高分子材料
复合材料
金属单质和合金
塑料、纤维、橡胶
金属/非金属基体+增强材料（纤维等）
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
Si
+14
2
8
4
Si
元素位置？
最高价氧化物？
最高价氧化物对应水化物？
任务1
结合“位—构”
预测硅单质的理化性质与用途
第三周期、IV A族，
处于金属和非金属的过渡位置
位置
硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于制造芯片和太阳能电池。
结构
最外层4个电子
不易得失电子
与氢气化合的难易程度（难）
简单气态氢化物的稳定性（差）
Si+2H2 SiH4
高温
甲硅烷，气体
体现硅的还原性
同素异形体
类比C，也能与O2反应
Si+O2 == SiO2
加热
体现硅的还原性
硬度大
水晶
玛瑙
单晶体构成
主要成分为SiO2
透明度高
内部瑕疵和杂质较少
多晶体结合构成
主要成分也为SiO2
透明度低
内部瑕疵和杂质较多
任务2
预测SiO2的理化性质
了解其用途
研究物质性质的一般思路？
(类比SO2)
类别视角
酸性氧化物
SiO2＋2NaOH（热）==Na2SiO3＋H2O
SiO2＋H2O==H2SiO3
不能反应
SiO2＋CaO==CaSiO3
高温
SiO2+Na2CO3（熔融）== Na2SiO3+CO2↑
虽然其为酸性氧化物，但与CO2、SO2不同，SiO2为原子直接构成的物质（原子晶体），它是一种高熔点、高硬度的无色晶体，不溶于水。
已知玻璃中含有SiO2
请问如何保存碱性溶液？
硅氧四面体
价态视角
硅为+4价，最高价
具有氧化性
SiO2＋2C==Si+2CO↑
高温
制备高纯度的硅单质
特性视角
常温下对于盐酸、
硫酸等显惰性
但可与氢氟酸（HF）反应
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
雕刻玻璃
折射率合适，能够发生全反射，储量丰富，成本价格较为低廉，用于制造光导纤维
任务3
认识生活中常见的
无机非金属材料（硅酸盐材料）
陶瓷
原料：黏土(含水的铝硅酸盐)
玻璃
原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分SiO2）
主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑
知道能反应即可
有色玻璃，固溶胶
水泥
原料：黏土、石灰石、石膏
单聚硅酸根
橄榄石
Mg2SiO4
Mg2SiO4
也可写作
2MgO·SiO2
二聚硅酸根
钪硅石
Sc2Si2O7
Sc2O3·2SiO2
链聚硅酸根
石棉
Mg3[(OH)4Si2O5]
3MgO·2SiO2·2H2O
片层状聚硅酸根
云母
KMg3(OH)2Si3AlO10
KAlO2·3MgO·3SiO2·H2O

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