第一节无机非金属材料的主角----硅课件.pptVIP

硅的性质 硅的工业制法 大规模集成电路 太阳能电池 硬度大、熔点高、难溶于水 二氧化硅与二氧化碳的比较 二氧化硅的化学性质 可以与碱和碱性氧化物反应 与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）﹡ 三、硅酸盐 硅酸盐组成表示 * 发现: 非金属位于元素周期表的什么位置? 它们与人类的生存环境、生活和生产有何关系? 1 无机非金属材料的主角------硅 一、硅的原子结构、单质及用途、存在 二、二氧化硅和硅酸 三、硅酸盐 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% 硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上. 硅的分布与存在 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 1 、硅的原子结构 +14 2 8 4 元素周期表: 第三周期第ⅣA族 碳是构成有机物的主要元素 硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物. 6 5 4 7 3 2 1 碳族元素在元素周期表中的位置 C Si Ge Sn Pb ⅣA 周期 硅单质 2、硅单质 硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。 导电性介于导体和绝缘体之间。 常温下硅单质的化学性质不活泼 物理性质 原因 1、制粗硅 SiO2+2C=Si+2CO↑ Δ 2、粗硅提纯 Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl Δ 硅在元素周期表中处于金属与非金属的过度位置。 作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 硅的用途 P68 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命. 二、二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同)资料卡片P62 硅 氧化物 硅酸盐 碳 石灰岩 碳酸盐 氧化物CO2 有机物 存在形式 金刚石 石墨 1.二氧化硅(SiO2) 硅石(天然) 结晶形 无定形 约占地壳质量的12% 科学视野 纯净的SiO2晶体叫做水晶。 石英 具有彩色环带状或层状的叫玛瑙 二氧化硅 因为在二氧化硅晶体中，每一个硅Si周围结合4个O；同时每个O与2个Si结合。因此它是Si与O按1 ：2的原子个数比组成的具有空间网状结构的晶体。 [SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中,而且存在于所有硅酸盐矿石中. 决定了SiO2具有优良的物理和化学性质P63 存在广泛、应用广泛的二氧化硅: 用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。 物理性质:___________________________________ 化学稳定性:____________________________ 很稳定 与水反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 物质分类 二氧化硅SiO2 二氧化碳CO2 均属于酸性氧化物 CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CaO＋SiO2 CaSiO3 高温 CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O CO2 ＋ H2O＝H2CO3 不反应 SiO2 ＋ 2OH－＝SiO32－＋H2O SiO2 ＋ CaO CaSiO3 高温 SiO2 + 4HF =SiF4↑ + 2H2O 讨论： 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? SiO2 ＋ 2OH－＝SiO32－＋H2O 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 1.硅酸（H2SiO3） 硅酸（H2SiO3）: 很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小 如何制得硅酸？ 能用SiO2与水反应制得吗？ 为什么？ 由于SiO2不容于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。 实验4--1 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl 化学方程式 结论 现象 溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生. 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。 硅胶的制取和用途 P64--65 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 结构复杂 一般不溶于水 化学性质很稳定 硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃 实验4-2 结论 现象 放入Na2SiO3饱和溶液 放入蒸馏水 作木材防火剂 作肥皂填料 黏胶剂