无机非金属材料工程专业介绍及就业前景
无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
成分结构
在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。
应用领域
无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic
【教学设计】
无机非金属材料的主角——硅
一、知识与技能
1、 了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
2、 了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。
二、过程与方法
1、 自主学习，培养学生自学能力。
2、 活动探究，通过硅与碳，二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。
三、情感态度与价值观
1、 培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质，性质决定用途。
2、 通过学生对二氧化硅及用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
四、教学重点
硅、二氧化硅的性质、用途
五、教学难点
二氧化硅的性质、结构
六、教学过程
1、【导入】观看课件和图片，引入本节课内容，一起学习本节课的学习目标
2、阅读教材P107—P108,完成学案【基础自学】部分
3、通过硅的微课自学单质硅的性质及用途，总结硅的性质
（一）单质硅及半导体材料
1、物理性质：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体
2、化学性质：
常温下，硅的化学性质不活泼； 加热
加热时，可与某些非金属单质反应Si+O2=SiO2
3、 硅的制备： 高温
SiO2 +2C=== Si + 2CO
4、 硅的用途:
晶体管、集成电路、计算机芯片、太阳能电池
【过渡】硅在自然界中是以化合态存在，主要有二氧化硅和硅酸盐等，我们首先来学习一下
（二）二氧化硅的性质及用途。1
1、 自然界中的存在
图片展示石英，沙子，玻璃，玛瑙等
2、 物理性质
固体、熔沸点高、硬度大、不溶于水
3、 化学性质
【学生讨论】根据下列问题，预测SiO2的化学性质:
(1) 二氧化硅属于哪类物质？
(2) 这类物质都有哪些化学性质？
(3) 二氧化硅可以和哪些物质反应?
学生黑板展示讨论结果，找其他小组同学评价
【总结】
a、、酸性氧化物：
（1）与强碱发生反应。
2NaOH+SiO2= Na2SiO3+H2O
第14讲 碳、硅及无机非金属材料
[高考评价要求]
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一 碳及其重要化合物
1.碳单质：存在形式有金刚石、石墨、足球烯等，它们互为同素异形体。
①碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。
②同素异形体之间的转化是化学变化，且属于非氧化还原反应。
2.碳的氧化物(CO、CO2)的比较
CO CO2
物理性质 无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水(溶解度小)
毒性 有毒(易结合
血红蛋白) 无毒(温室效应)
化学
性质 还原性 可燃性，还
原氧化铁 —
氧化性 — ①与炽热的木炭反应
②Mg在CO2中燃烧
与水反应 — CO2＋H2OH2CO3
与碱反应
(石灰水) — Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(检验CO2)
续 表
CO CO2
相互转化 CO2C，△①O2；②CuOCO
用途 燃料、冶炼金属等 灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等
3.碳酸(H2CO3)：弱酸、不稳定。碳酸只能存在于水中，在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。
1.碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人类认识和利用，碳的一系列化合物——有机化合物，更是生命的根本。下列有关说法中正确的是( )
A.含碳的化合物数量众多、分布极广
B.向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物
C.碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、12C、14C、C60等
D.煤、石油属于不可再生能源，天然气、乙醇属于可再生能源
答案：A
2.(双选)(2022·潍坊高三模拟)科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( )
第二篇 无机非金属资料工程基础
第三章 无机非金属资料工程概论
本章内容及要求
1. 本章共三节，教讲课时 2 学时，经过本章学习，要掌握无机非金属资料生产工艺过程的共性和特征。
3.1 概括
3.2 无机非金属资料生产工艺过程的共性
3.3 不一样种类无机非金属资料生产过程的特征
2. 要点是无机非金属资料生产工艺过程的共性。
3. 要求： ① 掌握无机非金属资料生产工艺过程的共性； ② 掌握几种典型无机非金属资料生产工艺过程的特征；
③ 认识无机非金属资料的分类和发展简史。
详细内容
第一节 概括
一、无机非金属资料定义与分类
无机非金属资料（ inorganic nonmetallic materials）是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质构成的资料。是除有机高分子资料和金属资料之外的所有资料的统称。无机非金属资料是 20 世纪 40 年月此后，跟着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐资料演变而来的。与有机高分子资料和金属资料并列的三大种类资料之一。
在晶体构造上，无机非金属资料的元素结协力主要为离子键、共价键或离子—共价混淆键。这些化学键所独有的高键能、高键强度赋于这一大类资料以高熔点、高硬度、耐腐化、耐磨损、高强度和优异的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及优异的铁电性、铁磁性和压电性。
无机非金属资料品种和名目极其众多，用途各异，所以，分类方法许多，但还 1
没有一个一致而完美的分类方法。能够按无机非金属资料所含化学成分和矿物构成分类、按资料性能（功能）分类、按资料用途分类、按资料内部构造和生产工艺特色分类等，往常把它们分为一般的（传统的）和先进的（新式的）无机非金属资料两大类。
传统的无机非金属资料是工业和基本建设所必要的基础资料。如水泥是一种重要的建筑资料，耐火资料与高温技术与冶金钢铁工业的发展关系亲密，各样规格的平板玻璃、仪器玻璃和一般的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与我们的生活亲密有关，它们产量大，用途广。其余产品，如搪瓷、
