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材料家族中的元素硅芯片石英坩埚玻璃纤维石英灯具水晶原石水晶石氮化硅陶瓷硅无机非金属材料1、无机非金属材料主要有哪些?性能如何?一、单质硅与半导体材料陶瓷、玻璃、无机非金属涂层等。耐高温、硬度高、抗腐蚀、(有的有光学特性)2、你知道的传统无机非金属材料有哪些?玻璃、水泥、陶瓷等。3、什么是半导体材料?你知道的有哪些?现在广泛应用的是什么?锗、硅等。硅(地壳中含量仅次于氧)自主学习硅的物理性质:一、单质硅与半导体材料单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔沸点高、硬而脆的固体,是重要的半导体材料。什么原因促使硅成为一种重要的半导体材料?一、单质硅与半导体材料原料丰富易得,价格低,常温下化学性质稳定。一、单质硅与半导体材料硅的化学性质a:在常温下,硅的化学性质不活泼,不易与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应,但能与F2、HF酸和强碱反应。b:在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。如研细的硅能在氧气中燃烧:Si+O2SiO2△自然界中,硅以什么形态存在?如何制取?一、单质硅与半导体材料化合态制粗硅:SiO2+2C高温Si+2CO↑粗硅提纯:将粗硅与Cl2在高温下反应,然后把产物蒸馏出后用氢气在高温下还原,可得到高纯硅。(杂质不与Cl2反应)请根据所学知识和提示,写出粗硅提纯的相关方程式。Si+2Cl2=SiCl4高温SiCl4+2H2=Si+4HCl高温硅除作为半导体材料外,还有哪些用途?一、单质硅与半导体材料硅除作为半导体材料用来制集成电路、晶体管、硅整流器外,还可制造太阳能电池,硅合金等。硅合金用于制造变压器、耐酸设备等。1、下列关于硅的叙述,不正确的是()A、硅是非金属元素,但其单质是灰黑色有金属光泽的固体B、硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料C、硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D、当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属单质反应2、下列关于Si的化学性质中正确的是()A、常温下能与任何酸反应B、常温下可与强碱溶液反应C、常温下可与氧气反应D、常温下不与任何酸反应石英砂(主要成分是二氧化硅)二、二氧化硅与光导纤维晶体的化学式为SiO2,不表示有SiO2分子组成,晶体中只有Si、O原子,无分子存在。1.存在:沙子、石英(透明的石英即水晶)2.物理性质:晶体硬度,熔点,溶于水大高难二、二氧化硅与光导纤维3.二氧化硅的化学性质(1)与强碱:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O从物质分类的角度来看,二氧化硅具有什么性质?从化合价角度分析,二氧化硅具有什么性质?(硅酸钠)(2)与碱性氧化物:SiO2+CaO=CaSiO3高温酸性氧化物特性:与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O氧化性高温SiO2+2C=Si+2CO↑4.二氧化硅的用途①制造光导纤维和石英表中的压电材料②水晶:制造电子部件和光学仪器随堂训练3.下列说法正确的是:A.晶体硅和无定形硅是两种不同的物质B.二氧化硅可用做半导体材料C.硅可与氧气反应,单质硅不能在空气中稳定存在D.在SiO2+2C=Si+2CO↑高温反应中,氧化剂与还原剂的物质的量比为2:14.下列溶液可以盛放在玻璃瓶中,但不能用磨口玻璃塞的是:A.氢氟酸B.浓硝酸C.NaOH溶液D.氯水5.关于碳和硅的叙述中,不正确的是:A.其最高价氧化物都能与NaOH溶液反应B.单质在加热时都能与氧气反应C.氧化物都能溶于水生成相应的酸D.在常温下,碳和硅的单质化学性质都不活泼6.如何除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质?用化学方程式表示。三、硅酸盐与无机非金属材料玻璃水泥陶瓷原料纯碱、石灰石、石英粘土、石灰石粘土反应原理CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑NaCO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑高温下发生复杂的物理、化学变化烧结时发生复杂物理、化学变化反应条件高温高温高温生产过程原料→熔体→玻璃磨→烧→磨混合→成型→干燥凝结→冷却→陶器高温高温强热冷却主要成分SiO2CaSiO3Na2SiO3硅酸二钙:2CaO·SiO2硅酸三钙:3CaO·SiO2铝酸三钙:3CaO·Al2O3硅酸盐特性非晶体,透明、无固定熔点,可在一定温度范围内软化水硬性:无论在水中还是在空气中均能硬化(是不可逆过程)抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘种类普通玻璃、特种玻璃不同标号土器、陶器、瓷器、炻器等用途化学仪器、光学仪器、运动器材、通讯器材、窗玻璃、玻璃瓶、杯建筑材料(1)化学实验中的坩埚、蒸发皿(2)建筑中的砖、瓦(3)电器中的绝缘瓷传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的特性对比材料传统新型种类普通水泥普通玻璃粘土质陶瓷高温结构陶瓷生物陶瓷压电陶瓷光导纤维特性①耐腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击①耐高温、高强度②具有电学特征③具有光学特性④具有生物功能5、新型无机非金属材料的主要品种、性能及用途氧化铝(Al2O3)陶瓷(人造刚玉)主要特性①高熔点;②高硬度;③可制成透明陶瓷;④无毒、不溶于水,强度高;⑤对人体有较好的适应性主要用途高级耐火材料,刚玉球磨机;高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等氮化硅(Si3N4)陶瓷主要特性①超硬度,耐磨损;②抗腐蚀,高温时也抗氧化;③抗冷热冲击而不碎裂;④耐高温且不易传热;⑤本身具有润滑性主要用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等
本文标题:硅无机非金属材料1无机非金属材料主要有哪些
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