无机非金属材料的主角-硅PPT课件

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1、第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时硅元素(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%硅的存在与分布存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧化物和硅酸盐的形式存在）分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。图4-1硅的广泛存在硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物．CSi碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石和许多矿物的主要元素从原子结构认识硅硅

2、有晶体硅和无定形硅两种同素异形体1.物性：2.化性：1、灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体2、熔点高、硬度大硅的化学性质不活泼，常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也能跟一些非金属(Cl2O2)反应。一、硅单质①与氟气反应：②与氢氟酸反应：③与强碱溶液反应：④与氯气反应：⑤与氧气反应Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高温3.硅的工业制法：2C+SiO2===Si(粗硅)+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4

3、+2H2===Si(纯硅)+4HCl高温4.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.硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）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结晶形（石英晶体）无定形——硅藻土水晶玛瑙二、二氧化硅（SiO2）1、存在:硅石无

4、色透明彩色环带或层状水晶SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。玛瑙每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。硅原子——二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。[SiO4]四面体结构立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质2、结构思考与交流P76物理性质:_____________________________化学稳定性:________________________

5、_通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水3、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼）1、具有酸性氧化物的通性（1）与强碱反应生成盐和水SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O硅酸钠（2）与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃）高温SiO2＋CaOCaSiO3实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。原因SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O此反应常用于雕刻玻璃2、特性与氢氟酸HF反应思考:实验室为什么不用玻

6、璃瓶盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃.因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。4、SiO2的用途现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做无开刀手术光导纤维手术头灯光导纤维二氧化碳CO2二氧化硅SiO2状态气态固态熔沸点硬度熔沸很低熔点高，硬度大水溶性能溶于水不溶于水化学性质与酸——用途人工降雨，灭火,饮料等装饰、石英坩埚、光纤与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能与氢氟酸反应SiO2＋CaO=CaSiO3高温二氧化硅和二

7、氧化碳的性质比较三、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种白色粉末状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色。思考二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？制取原理：强酸制弱酸现象结论化学方程式离子方程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。阅读课本P76并探究实验4-1Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2H+==H2SiO

8、3↓生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（