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教学资源1.硅（1）硅在高新技术中的应用单晶硅作为半导体器件的核心材料大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来单晶硅随着半导体工业的需要而迅速发展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。信息材料技术是新材料技术的重要组成部分也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内硅仍然会占半导体材料的95%以上。光纤材料是发展现代通信的关键材料。目前的光纤以远距离通信用石英材料为主发展方向是减少损耗加宽带域降低成本。超导材料可能给电子学带来广阔的发展前景超导电子电路的优势是功耗低速度快。超导电子材料已成为一个极受重视的目标。微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。（2）硅和碱的反应硅和强碱反应会生成氢气曾有人用这种方法来制备氢气。在野外为了迅速得到氢气用含量高的硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合并强热即可迅速得到氢气。Si+Ca(OH)2+2NaOH=Na2SiO3+CaO+2H2这种Si、Ca(OH)2和NaOH的混合物叫做生氢剂。（3）纯硅的制取利用反应SiO2+2C=Si+2CO只能得到不纯的粗硅。粗硅需进行精制才能得到高纯度的硅。首先使Si与Cl2起反应:Si+2Cl2=SiCl4生成的SiCl4液体在除去杂质后用H2还原：SiCl4+2H2=Si+4HCl就得到纯度较高的多晶硅。（4）石英、水晶及其压电效应石英的主要成分是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。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的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。由于水晶或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。（5）硅谷(SiliconValley)硅谷是美国新兴的高技术产业开发区电子技术研究中心和计算机生产的重要基地。硅谷位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端的圣克拉拉县（SantaClara）。20世纪60年代以来苹果电脑公司带动了其他企业使硅谷迅速发展高技术企业约有2600家。90年代后成为美国多媒体产业的发源地。硅谷在发展过程中得到了该地区斯坦福大学技术上的扶持是教育与技术相结合的典范。2.无机非金属材料(1)传统陶瓷陶瓷在我国有悠久的历史是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑气势宏伟形象逼真被认为是世界文化奇迹人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐自然界存在大量天然的硅酸盐如岩石、土壤等还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等它们都属于天然的硅酸盐。此外人们为了满足生产和生活的需要生产了大量人造硅酸盐主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定熔点较高难溶于水有很广泛的用途。硅酸盐制品一般都是以黏土（高岭土）、石英和长石为原料经高温烧结而成。黏土的化学组成为Al2O3·2SiO2·2H2O石英为SiO2长石为K2O·Al2O3·6SiO2（钾长石）或Na2O·Al2O3·6SiO2（钠长石）。这些原料中都含有SiO2因此在硅酸盐晶体结构中硅与氧的结合是最重要也是最基本的。硅酸盐材料是一种多相结构物质其中含有晶态部分和非晶态部分但以晶态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体［SiO4］是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体中硅原子以sp3杂化轨道与氧原子成键Si—O键键长为162pm比起Si4+和O2-的离子半径之和有所缩短故Si—O键的结合是比较强的。(2)精细陶瓷精细陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的范围。例如透明的氧化铝陶瓷、耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷等它们都是无机非金属材料是传统陶瓷材料的发展。精细陶瓷是适应社会经济和科学技术发展而发