苏教版《含硅矿物与信息材料》新型无机非金属材料素材

新型无机非金属材料（一）无机非金属材料（二）新型无机非金属材料的特性（1）能承受高温，强度高。例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的硬度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久模具等。（2）具有电学特性。一些新型无机非金属材料可以作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体等。一些绝缘性材料常被用于作集成电路的基板。（3）具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出单色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。（4）具有生物功能。一些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植于人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医学上。石英和水晶石英的主要成分是SiO2，可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。此外，由于SiO2的结构不同也会使石英产生不同颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。江苏省东海县素有“水晶之乡”之称。1958年在该县发现我国最大的“水晶王”，质量达。1983年1月又在该县南溜村2m深的地下挖出一块质量为3t高为的水晶，同时出土的还有一块质量为400kg的水晶体。法国科学家皮埃尔·居里（PierreGurie）发现水晶在受压时能产生一定的电场，这种现象被称为“压电效应”。后来这种“压电效应”被应用在电子工业上。石英薄片在高频率电场作用下，能作间歇性的伸张和收缩，其频率和施加的电场的频率相同。石英的这种伸缩又引起了周围介质产生类似声波。由于水晶和石英具有这种性质，因此被广泛应用在钟表工业和超声技术上。二氧化硅与光导纤维（一）光纤的工作原理光导纤维是一种能引导光线进行曲线传播的光传输材料，简称光纤。它是由两种不同的玻璃制造的，中央的纤芯玻璃被包层玻璃包围。纤芯玻璃和包层玻璃具有不同的折射率，光沿着中央纤芯传播，当光线到达纤芯和包层交界处，光线被反射回纤芯，这样光就被保持在纤芯里，因此无论光纤如何弯曲，光总能从光纤的一端射进，从另一端射出，而且所受的影响非常微小，就像电流能沿着弯曲的电线传输一样。制造光纤的最大困难就是保持玻璃足够纯净，因为不纯净将会散射和吸收光。激光能沿着一条由相当纯净的玻璃制成的光纤传播100多千米而强度又很少损失。用于制光纤的玻璃是如此纯净，以至于你能看透用这种玻璃制成的1km厚的玻璃块（普通玻璃在lm厚时就不透明了）。（二）光纤和远距离通信由于光纤具有纤细、柔软、质轻、透光性好、不受干扰、成本低等优点，故在信息社会的今天，光纤已成为一种极其重要的信息传输工具。作为远距离通信的一种载体，光导纤维正迅速地代替铜导线。一根细如发丝（直径为几十微米）的光纤传送几千路通话，而一根铜导线只能传输几十路通话。一个发达国家，没有一个好的远距离通信系统，发展就会受到阻碍。相关链接关于C60。（一）C60的发现1985年，美国科学家克罗托（H．W．K．kroto）等用质谱仪，严格控制实验条件，得到以C60为主的质谱图。由于受建筑学家布克米尼斯特·富勒（BuckminsterFuller）设计的球形薄壳建筑结构的启发，克罗托（Kroto）等提出C60。是由60个碳原子构成的球形32面体，即由12个五边形和20个六边形构成。其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻的3个碳原子相连，剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成键。随后将C60分子命名为布克米尼斯特·富勒烯（Buckminsterfullerene）。由于C60分子的结构酷似足球，所以又称其为足球烯（Footballene）。除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84、……C240、C540等，统称为Fullerenes，中文译名为富勒烯。（二）C60的超导性1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出掺钾C60具有超导性，超导起始温度为18K，打破了有机超导体（Et）2Cu[N（CN）2]Cl超导起始温度为的纪录。不久又制备出Rb3C60的超导体，超导起始温度为29K。下表列出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度，说明掺杂C60的超导体己进入高温超导体的行列。我国在这方面的研究也很有成就，北京大学和中国科学院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60超导体，超导起始温度分别为8K和28K。有科学工作者预言，如果掺杂C240和掺杂C540，有可能合成出具有更高超导起始温度的超导体。A3C60的超导起始温度（）（A：K、Rb、Cs）A3K3K2Rb（#1）Rb2K（#2）Rb3Rb2CsRbTl2Cs3/K30突破思路1．充分利用教材中资料卡片结合硅原子结构特点明确为什么SiO2比CO2更容易生成，自然过渡至硅在地球上主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。2．重点学习二氧化硅（SiO2）、硅酸盐的有关化学性质，在这部分学习中重视实验，把实验作为探究知识、验证知识的重要手段。3．如果学生能真正理解了二氧化硅、硅酸盐化学性质的话，那么本节第三部分人类在远古时期就已利用硅的化合物，而直至18世纪下半叶才