第一節(jié)無機(jī)非金屬材料——硅Si-26.30%美麗的玻璃雕花藝術(shù)瓷器（china）是中國最偉大的創(chuàng)造之一秦磚漢瓦秦始皇陵兵馬俑硅太陽能電池硅芯片是各種計算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心價值5元的沙子SiO2Si點(diǎn)沙成金價值5000元的芯片科學(xué)視野

1、Si在自然界中無游離態(tài)。2、以化合態(tài)存在：硅的氧化物和硅酸鹽。硅的存在與分布無機(jī)非金屬材料的主角——硅硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量的90%以上。因此，硅在無機(jī)非金屬材料中扮演主要角色。硅和碳一樣,其原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,主要形成四價化合物．CSi碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素硅是構(gòu)成巖石和許多礦物的主要元素從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識硅C(碳)Si(硅)

Ge(鍺)Sn(錫)Pb(鉛)硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體物性：化性：1、灰黑色，有金屬光澤，硬而脆的固體2、熔點(diǎn)高、硬度大3、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下，與氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿反應(yīng)。加熱情況下，也能跟一些非金屬(Cl2O2)反應(yīng)。一、硅單質(zhì)2、與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑1、與氟氣反應(yīng)：Si+2F2==SiF4（氣體）Si+O2==SiO25、與氧氣反應(yīng)加熱4、與氯氣反應(yīng)：Si+2Cl2==SiCl4（氣體）加熱3、與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑化性：制備：2C+SiO2＝Si+2CO↑（粗硅）高溫科學(xué)視野主要成份：SiO2水晶瑪瑙結(jié)晶形（石英晶體）無定形——硅藻土水晶瑪瑙二、二氧化硅（SiO2）1、存在:硅石無色透明彩色環(huán)帶或?qū)訝頢iO2的物理性質(zhì)純凈的SiO2是無色透明的晶體不溶于水，硬度和熔點(diǎn)都很高。4、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)1、具有酸性氧化物的通性SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O（其溶液俗稱水玻璃，有粘性）高溫SiO2＋CaO

CaSiO3注意：SiO2不溶于水，不能和水反應(yīng)生成硅酸化學(xué)性質(zhì)很不活潑，氫氟酸（HF）是唯一可以與之反應(yīng)的酸。SiO2+4HF=SiF4?+2H2O玻璃中含有SiO2，所以可以用HF來刻蝕玻璃。2、特殊性在玻璃表面涂上一層石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸洗掉酸并去掉石蠟3、弱氧化性Si02高溫下與C作用可制取粗硅

2C+SiO2

＝Si+2CO↑高溫石英坩堝SiO2的用途四、硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定硅酸鈉（Na2SiO3),

其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱硅酸鹽工業(yè)簡介

二、玻璃工業(yè)一、水泥工業(yè)三、陶瓷水泥工業(yè)原料設(shè)備生產(chǎn)過程反應(yīng)條件水泥成分水泥應(yīng)用

硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣石灰石、粘土、輔助原料（石膏）水泥回轉(zhuǎn)窯高溫磨→燒→磨建筑粘合劑3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3水泥、砂子、碎石建造橋梁、廠房建造高樓大廈等高大建筑等水泥、砂子、水建筑用粘合劑水泥、砂子、碎石、鋼筋五光十色的玻璃世界（1）玻璃①生產(chǎn)原料：純堿、石灰石和石英②生產(chǎn)設(shè)備:玻璃熔爐③生產(chǎn)過程：把材料粉碎并按照適當(dāng)比例混合后，放入玻璃熔爐中加熱、熔化，冷卻后得到普通玻璃。主要化學(xué)反應(yīng)有：CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑高溫NaCO3+SiO2===NaSiO3+CO2↑高溫④主要成分：普通玻璃是：CaSiO3、NaSiO3和SiO2熔合在一起的混合物。⑤重要性質(zhì)：（1）玻璃是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，受熱在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。思考生活中見過或你知道那些種類的玻璃？（2）玻璃在常溫下雖呈固態(tài)，但不是晶體，稱為玻璃態(tài)物質(zhì)；⑥玻璃的種類：a.鉛玻璃（用于制光學(xué)儀器）防輻射鉛玻璃重鉛玻璃人造水晶b.有色玻璃

【藍(lán)色鈷玻璃（CoO3)、紅色玻璃（Cu2O）】c.鋼化玻璃（用于汽車車窗）三、陶瓷

提綱:

①了解制陶瓷的原料,條件,過程。

②了解陶瓷的種類，主要用途。陶瓷材料是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料，（3）陶瓷中國陶瓷珍品之清彩瓷中國陶瓷珍品之清青花唐三彩目前幾種新型陶瓷材料主要有：①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，如氮化硅（Si3N4)陶瓷，碳化硅（SiC)陶瓷等。發(fā)動機(jī)中的氮化硅陶瓷部件氮化硅陶瓷（Si3N4）是灰白色固體，硬度為9，是最硬的材料之一。它的導(dǎo)熱性好且膨脹系數(shù)小，可經(jīng)受低溫高溫、驟冷驟熱反復(fù)上千次的變化而不破壞，因此是十分理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。

碳化硅制成的渦輪葉片碳化硅SiC,俗稱金剛砂。熔點(diǎn)高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工業(yè)磨料。如其中摻入某些雜質(zhì),會使之出現(xiàn)半導(dǎo)體,作為高溫半導(dǎo)體,用于電熱元件。作為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,日益受到人們的重視。它最適宜的應(yīng)用領(lǐng)域是高溫、耐磨和耐蝕的環(huán)境,現(xiàn)已用作火箭噴嘴,熱電偶保護(hù)管,熱交換器和耐磨、耐蝕的零件。

科技人員發(fā)現(xiàn)，如果用耐高溫的陶瓷，如氮化硅陶瓷等代替合金鋼制造陶瓷發(fā)動機(jī)，其工作溫度可達(dá)1300℃～1500℃。步兵戰(zhàn)車用絕熱陶瓷發(fā)動機(jī)可使其不易被紅外探測器發(fā)現(xiàn)并被紅外制導(dǎo)武器所摧毀，提高了生存率②生物陶瓷：氧化鋁（Al2O3）陶瓷，氧化鋯（ZrO2）)陶瓷氧化鋁陶瓷（人造剛玉