无机非金属材料+硅+2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

无机非金属材料-硅聚光灯下的硅族天团即将揭晓！族长守护者第一关：家族亮相硅元素在自然界中主要以

和

等化合态的形式存在。氧化物硅酸盐魔术师天团简历卡片·族长Si核心竞争力

晶体，拥有类似金刚石的正四面体结构。1molSi晶体中含

个Si-Si键。拥有极

的硬度和熔点。半导体黄金标准，是现代集成电路芯片的核心基石材料。化学战略亲氧战略：高纯之路：非金属本性：唯一酸敌：共价2NA高极易与氧结合，形成极其稳定的二氧化硅（SiO₂）。掌握99.9999%以上超高纯度的制备工艺。位于元素周期表ⅣA族，展现典型的非金属特性。化学性质稳定，仅溶于氢氟酸（HF）这一特例。SiO₂属性面板·守护者SiO₂物理堡垒高硬度（莫氏硬度7）高熔点（1713℃）不溶于水化学灵魂酸性之魂：酸性氧化物特性氧化之锋：高温下可氧化金属热稳定性优异(高沸点制低沸点)唯一克星：氢氟酸4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O

晶体，硅氧四面体结构。1molSiO2中含

个Si-O键。共价4NA核心魔术水中现形：溶液中形成胶体凝胶定形：脱水后形成硅胶魔法原理三大个性弱酸性（比碳酸弱）不稳定性（加热易分解）妙用无穷（干燥剂、催化剂载体）强酸制弱酸陶瓷玻璃水泥长棉滑石黏土分子筛团长：硅酸钠（泡花碱）硅酸钠水溶液俗称：

，有粘性，水溶液呈

。水玻璃碱性团魂：[SiO₄]4-四面体基本结构单元共同历练：高温烧结形成稳定矿物必修二P19同学们是否想过，它们是由什么物质构成的？我们的祖先是如何加工这些坚硬无比的材料？玉龙玉鹰玉器的化学成分分析

透闪石成分解析凌家滩玉龙与玉人主要由透闪石构成，其化学组成为Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2，

蛇纹石成分解析凌家滩玉鹰的主要矿物是蛇纹石，化学式为Mg6Si4O10(OH)8，硅及其化合物知识网络

硅单质体系硅在自然界以化合态存在，具有半导体特性能与氢氟酸和碱反应，主要用于芯片制造和太阳能电池等领域。

二氧化硅体系二氧化硅为共价晶体，化学性质稳定，是酸性氧化物但不溶于水，可与氢氟酸反应，广泛应用于光导纤维和石英坩埚制作。

硅酸盐体系硅酸盐包括天然的凌家滩玉器、黏土，人造的陶瓷、玻璃、水泥，以及新型的结构陶瓷和分子筛，展现硅酸盐材料的多样性和重要性。硅单质体系硅单质用途良好的半导体材料太阳能电池计算机芯片硅单质的性质灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体。能与氟气、氢氟酸、强碱反应。二氧化硅(SiO2)的化学世界化学特性二氧化硅作为酸性氧化物却不溶于水，这一独特性质使其在化学反应中表现出特殊性，区别于常见酸性氧化物。特征反应及应用与氢氟酸反应生成四氟化硅气体和水，应用于玻璃雕花和文物修复中的“溶”石工艺；与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，因此实验室中盛放碱性溶液的试剂瓶需使用橡胶塞。从天然到人造：传统硅酸盐材料

陶瓷材料以黏土为主要原料，通过烧结发生物理化学变化制成，对比天然玉器与人造陶瓷，体现材料从天然到人工的发展。

玻璃材料原料包括纯碱、石灰石和石英，主要反应为Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑

水泥材料由黏土和石灰石为主要原料，经复杂反应形成具有水硬性的材料，展示了硅酸盐材料在现代建筑中的重要应用。硅酸盐世界的基石：[SiO4]⁴⁻四面体硅氧四面体结构硅酸盐的基本结构单元为[SiO₄]⁴⁻四面体，硅位于四面体中心，氧原子位于四面体的四个顶点。连接方式与性质关系不同连接方式形成不同结构类型：链状结构使透闪石具有良好韧性，层状结构导致蛇纹石硬度较低，架状结构让石英等具有高硬度和稳定性。从传统到创新：新型无机非金属材料

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，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景

从传统到创新：新型无机非金属材料

新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，进一步拓展了陶瓷的应用领域化学，让历史重现光芒化学风化：“鸡骨白”的形成之谜

现象本质分析“鸡骨白”是玉器的原始颜色吗？它可能是什么化学变化造成的？

形成过程解析玉器埋藏于酸性或碱性土壤水中，发生化学反应导致Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子溶出，结构变得疏松多孔，光线散射使其呈白色，Fe³⁺、Mn⁴⁺等离子渗入形成沁色。随堂小练1、硅氧四面体通过不同方式连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某无限长单键的多聚硅酸根离子的结构，其中硅原子的杂化类型为，Si与O的原子数之比为随堂小练2、形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石。SiO4⁴⁻是一种四面体形的离子(属于硅酸根离子)，其结构可用图a表示，硅原子位于该四面体体心，四个氧原子各占一个顶点。图b和图c则是复合硅酸根离子中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个