最新41硅无机非金属材料汇总

41硅无机非金属材料
第四章材料家族中的元素
第一节硅无机非金属材料
一、硅
1.地壳前五名元素：氧硅铝铁钙
※自然界中没有单质硅
2.物理性质：单质硅分为晶体硅和无定形硅两种。

晶体硅：灰黑色，金属光泽，硬而脆，熔点高，半导体
3.化学性质：不活泼(常温下只与氟、氢氟酸、强碱反应)
1)常温下 2)高温、加热条件下
4.工业制硅：
1)制取粗硅：
※1.该反应为置换反应，碳把硅从二氧化硅中置换出。

产物中的硅为粗硅
2.反应实质：二氧化硅有弱氧化性，只能把碳氧化成二价的一氧化碳。

2)粗硅提纯：
※四氯化硅为气体，最终产物硅为纯硅，反应条件也可为“△”
5.用途：应用于晶体管，集成电路，整流器，太阳能电池。

二、二氧化硅
1.存在与结构：
存在：广泛存在与自然界中，熔点高，硬度大。

结构：二氧化硅是原子结构，通过共价键向空间无限延伸。

※自然界中二氧化硅常见的有沙子和石英，具有色彩的石英为玛瑙，无色透明的石英为水晶)
2.物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水的固体。

3.化学性质：
1)酸性氧化物：
反应原理：强酸制弱酸。

酸性：碳酸＞硅酸
2)弱氧化性：
3)高温下，与某些盐反应
※1.原料的碳酸钠碳酸钙均为固体。

上述反应用于制玻璃。

玻
璃的主要成分：硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅。

制取玻璃时
二氧化硅过量。

2.该反应违背强酸制弱酸原理是由于该原理适用于溶液中
的反应。

4.特殊反应：
※1.该反应用于雕刻玻璃。

2.氢氟酸的制取要在铅皿中进行，因为能与玻璃反应。

三、硅酸
1.分类：
原硅酸(又叫正硅酸)，化学式：转化：
偏硅酸(通常指的硅酸)，化学式：
※1.原硅酸与硅酸之间的关系类似于正酸与偏酸的关系，元素化合价不变。

2.正酸按照物质的量1:1分子内脱水得到偏酸。

如 (磷酸)→ (偏磷酸)
2.特殊性质：
3.硅酸的制备：利用弱氧化性
四、硅酸盐及其材料
1.无机非金属材料
1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料
①玻璃：
a.原料：纯碱，石灰石，石英
b.设备：玻璃熔炉
c.原理：
d.成分：硅酸钠，硅酸钙，二氧化硅
d.种类及用途
普通玻璃：窗玻璃，玻璃器皿。

石英玻璃：膨胀系数小，耐酸碱，强度大。

用途：化学仪器等。

光学玻璃：透光性好，折光率强，铅玻璃可以制取。

用途：光学仪器。

钢化玻璃：与普通玻璃成分一样，只是在制取过程中急速冷却。

用途：运动器材、交通工具窗户。

有色玻璃：属于胶体，加氧化钴呈蓝色，加氧化亚铜呈红色。

用途：装饰。

②水泥：原料为石灰石和黏土。

具有水硬性。

③混凝土：水泥、沙子、碎石的混合物。

④陶瓷：原料为黏土。

2)新型无机非金属材料：
①高温结构陶瓷：四氮化三硅，用于发动机。

②生物陶瓷：有生物特性。

③压电陶瓷：一种能将电能和机械能相互转化的功能陶瓷材料(打火机、液化气)
※光导纤维主要成分：二氧化硅，利用了光的全反射。

2.硅酸盐矿物：成分复杂，一般用氧化物的形式表示。

1)书写顺序：活泼金属氧化物在前，不活泼金属氧化物在后，非金属氧化物在金属氧化物后边，水在最后。

2)书写原则：分子中个原子数目不变，各元素化合价不变且代数和为零。

3)书写步骤：
①先将题目中的硅酸盐矿物化学式中金属提出按照活动顺序由弱到强排好，并写出对应的氧化物；
②再将剩下的非金属氧化物凑配齐，写在金属氧化物后面；
③根据剩余的氢氧数目写出水，若不够可将化学式同时乘以相应的倍数。