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水晶 玛瑙 玛 瑙 紫 水 晶 第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角 ——硅 硅元素(silicon)在地壳中的含量 氧48.6% 硅26.3% 铝7.73% 铁4.75% 钙3.45% 钠2.74% 钾2.47% 镁2.00% 氢0.16% 其他1.20% 硅26.3% 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。 1、存在：没有游离态，只有化合态 分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。 一、硅单质 Si 最外层电子数是4，碳也是。 思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？ +14 2 8 4 2、原子结构 思考2：碳、硅原子主要显几价？ 正四价（+4价） 2、原子结构 3.物理性质 结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体, 熔点高,硬度大。 4.化学性质 Si + O2=== SiO2 Si+2Cl2====SiCl4 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 ↑ Si+ 4HF == SiF4 ? + 2H2 ? 5.用途 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料 硅太阳能电池 利用硅的半导体性能，制成光电池 ，将光能转化为电能。 6、硅的工业制法 ： 粗硅： 纯硅： 2C+ SiO2=== Si+2CO↑ 高温 Si+2Cl2====SiCl4 SiCl4+2H2===Si+4HCl 高温 太阳能电池 电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。 大规模集成电路 硅的用途非常广泛，可用来制造 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。 硅芯片 在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。 硅在电子工业中重要作用 二氧化硅(SiO2) 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。 硅石 硅矿山 1.二氧化硅的存在 二、二氧化硅 二氧化硅 晶体(石英) 水晶 玛瑙 硅石(天然) 结晶形 无定形 水晶 晶体二氧化硅 玛 瑙 玛瑙 Si O 2.二氧化硅的结构. SiO2 原子晶体 Si O SiO2是正四面体的空间网状结构， 因此性质很稳定 坚硬难熔的固体， 熔沸点比较高， 不溶于水， 硬度比较大。 3.二氧化硅物理性质 实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？ 防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。 4.二氧化硅化学性质 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO===CaSiO3 高温 酸性氧化物 SiO2 + 2OH— ==SiO3 2-+ H2O 不与酸反应（除氢氟酸以外） SiO2 + 4HF == SiF4 ? + 2H2O 不能与水反应, 特性： 雕刻玻璃 5、二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。 * 当你用手机和朋友家人联系时，当你通过键盘和鼠标接触外面的世界时，我们必然会接触一种元素，什么元素呢？这就是我们今天要学习的硅元素。硅被称为无机非金属材料的主角，为什么呢？首先，从含量来看，约占四分之一强，其次，从