高一化学必修一第四章第一节硅

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1、第四章第一节硅无机非金属材料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。自然界有没有游离态的硅？一、单质硅与半导体材料太阳能电池观察以下三幅图，晶体硅具有怎样的物理性质？晶体硅的物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。导电性介于导体和绝缘体之间。硅是非金属，为何会具有金属的性质？处于金属非金属的交界处最早应用的半导体材料应用最广泛的半导体材料结

2、构类似金刚石，硬熔点高,硬度大。从晶体结构及原子结构认识硅，并总结硅的化学性质。硅与碳一样，最外层4个电子，在化学反应中既不易失去又不易得到电子，主要形成正四价化合物。——不活泼2、化学性质——不活泼（1）常温下与氟气、氢氟酸、强碱反应Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑（2）加热Si+O2＝SiO2常温下很稳定，不易与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸等物质发生反应。为何自然界没有游离态的硅？硅是亲氧元素，在地壳形成的高温环境条件下，硅与氧形成稳定的SiO2硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，工业上是如何获得单质硅的呢？资料：据热力学数据表明：S

3、iO2+2C==Si+2CO↑反应能够发生的温度为T>1766.88K.SiO2+C==Si+2CO2↑反应能够发生的温度为T>2521.18K.如果你是工厂管理者，你会选则哪个温度？为什么？高温高温温度高，对设备的要求也高，所需费用也高，不经济。反应得到的是粗硅，还需提纯。3、单质硅的制取SiO2+2C＝Si+2CO高温粗制精制Si+2Cl2＝SiCl4高温SiCl4+2H2＝Si+4HCl高温置换反应价值5元的沙子SiO2Si点沙成金价值5000元的芯片③制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料④含硅4%的钢可制变压器铁芯⑤含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备①半导体材料；硅芯片②太

4、阳能电池晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等。3、硅的用途(半导体材料)晶体管集成电路硅芯片卫星的翅膀太阳能汽车的尾巴在太阳能方面的利用太阳能电池在美国旧金山，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。硅在电子工业中的重要作用二、二氧化硅1.二氧化硅(SiO2)硅石(天然)结晶形（石英）无定形（硅藻土，沙子）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SiO2的天然存在：水晶(纯净的二氧化硅)观察SiO2的外观，总结SiO2物理性质石英水晶紫水

5、晶蔷薇石英茶晶黄水晶玛瑙2.二氧化硅物理性质:硬度大、熔点高、难溶于水二氧化碳物理性质：CO2是一种无色能溶于水的气体，固态CO2俗称干冰。SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定二氧化硅的晶体结构（2）化学性质:通常条件下，很稳定交流与研讨1.从物质组成和性质角度来分类，SiO2属于哪类物质？2.SiO2可能具有哪些化学性质？学生总结：3、化学性质(1)酸性氧化物：思考：NaOH溶液为什么不盛装在带磨口玻璃塞的试剂瓶中？____高温SiO2＋CaOCaSiO3SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O、常用的矿物胶因为玻璃的主要成分是二氧化硅，易与碱液反应生成对应的硅酸

6、盐，将瓶盖粘合.SiO2坩埚（陶瓷）能用来熔融烧碱？学生总结：3、化学性质SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(2)特性注意：利用该反应可以雕刻玻璃不能。因为玻璃瓶中含有的SiO2会与HF反应,最好用特制的塑料瓶.能否用玻璃试剂瓶盛氢氟酸，为什么？应用什么瓶盛放？在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡［拓展］有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？［解答］不同意这种看法。因为SiO2与HF反应不能生成盐,而且它只能与HF反应,与其他酸不反应.小结:化合物化学性质二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO

7、2)相同点酸性氧化物与强碱反应与碱性氧化物反应与水反应弱氧化性特殊性SiO2+CaO=CaSiO3高温CO2+H2OH2CO3CO2+C=2CO高温SiO2+2C=Si+2CO↑高温SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3与氢氟酸不反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反应酸性氧化物（4）用途装饰品石英坩埚光导纤维石英手表光学仪器耐磨器皿SiO2精密仪器轴承