化学必修一第四章非金属及化合物.docVIP

无机非金属材料的主角—硅 无机非金属材料的主角—硅 硅在地壳中的含量仅次于 ，为 ，硅的 氧化物 和 硅酸盐 构成了地壳中大部分的 岩石 、 沙子 和 土壤 。硅在元素周期表第 族，原子结构示意图为 。在化学反应中原子既不易 又不易 电子，主要形成 化合物。 碳和硅的比较 碳 硅 原子结构示意图 主要化合价 一：二氧化硅和硅酸 硅是一种 元素，主要以 及 形式存在。 1：二氧化硅 (1)：SiO2是硅最重要的 化合物 ，天然二氧化硅称为 水晶 ，约占地壳的 12 ，存在状态有 晶体 和 无定形体 。 二氧化硅的结构（代表硅原子；代表氧原子） (2)：SiO2是原子晶体。1个Si原子与周围的4个O原子形成4个共价键，每1个O原子与两个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2的比率所组成的立体网状原子晶体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。 (3)：石英晶体是结晶的 SiO2 ，具有不同的 晶型 和 色彩 。 石英中无色透明的晶体叫 水晶 ，具有彩色环带状或层状的称 玛瑙 。SiO2是原子晶体，是网状结构。 (4) SiO2的物理性质是是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。 (5)：二氧化硅(SiO2)和二氧化碳(CO2)化学性质比较 物 质 二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2) 与水反应 与酸反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 与碳反应 二氧化硅能与 成相应的盐和水，是一种 氧化物，它不能溶于水得到相应的酸—硅酸。 二氧化硅的主要化学性质： 不溶于水的 性氧化物，能与 反应 1、酸性氧化物 SiO2+2NaOH= SiO2+CaO=== 2、特殊性：SiO2＋ HF＝ 3、与碳酸盐的反应 SiO2+Na2CO3= SiO2+CaCO3=== 4、粗硅的提纯 2：硅酸 (1)：硅酸是一种比碳酸还要 弱 的酸，溶解度 小 ，硅酸是通过可溶性 与其他酸反应制得，Na2SiO3＋H2SO4— 。生成的H2SiO3形成 (2)：硅胶 多孔结构 ，吸附能力强。常用作实验室、 干燥剂 、 催化剂 的 载体 。 (3)：化学性质 酸性： 不稳定性 二：硅酸盐 1：硅酸盐是由硅、氧和 金属元素 组成的 化合物 的总称。一般不溶于 水 ，稳定性 强 。 2：常用的硅酸盐是 硅酸钠 ，其水溶液称为 水玻璃或泡花碱 ，可用作 制备硅酸、 制备矿物胶 及 木材的防腐 。 3：硅酸盐主要产品 、 、 。 4：SiC(俗称金刚砂)，具有 立体网状 的结构， 硬度 很大，可用作磨料， ［例题］Na2SiO3可以写成Na2O · SiO2 ［练习］如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 以氧化物形式表示为（ ） 钠长石：NaAlSi3Oa a为（ ），若以氧化物形式表示为（ ） 三：硅单质 1：硅单质有 晶体硅 和 无定形硅 两种。晶体硅的结构类似 金刚石 是带有 金属光泽 的 灰黑色 固体。常温下化学性质 稳定 。 2：硅在元素周期表中处于 与 的 ，是一种 ，是良好的 材料。 3：20世纪中叶开始，硅成了信息技术的 ，半导体晶体管及芯片的出现， 促成了 的革命。二氧化硅可以作为 光纤 材料 4：化学性质 与非金属单质反应 与碱反应 与HF反应 [课堂练习] 1.熔融烧碱应选用的器皿是 A.石英坩埚　 B.生铁坩埚　　C.普通玻璃坩埚　　 D.陶瓷坩埚 2.下列说法正确的是 A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 B.二氧化碳