【讲解】
二、 新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
(1) 硅元素的存在与结构
存在
原子结构
示意图
周期表中位置
含量
存在形态
地壳中
居第___位
_________
__________
_______
_______
(2) 硅的应用：半导体材料，集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等
(3) 硅的工业制取
【资料卡片】高纯硅的制备
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅 。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅 。
(4) 二氧化硅
二氧化硅可用来生产光导纤维 。光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率 。
2.新型陶瓷
【科学·技术·社会】
高温结构陶瓷：一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能 。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 。
压电陶瓷：主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 。
透明陶瓷：主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等 。
超导陶瓷：在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域 。
3.碳纳米材料
碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括 、 、 等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景 。
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物 。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代 。
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等 。
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度 。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入 。
【课堂练习】
1. 下列关于二氧化硅的叙述正确的是（）
A．SiO2能与水反应生成硅酸
B．SiO2与CO2的结构相同
C．SiO2用于太阳能电池
D．SiO2与氢氧化钠反应生成的盐储存在带橡胶塞的试剂瓶中
2. 下列关于硅酸的说法正确的是（）
A．硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得
B．可用反应Na2SiO3 2HCl === 2NaCl H2SiO3↓制取硅酸
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠
3. 能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．CO2是气体，而SiO2是固体
4. 材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等 。
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