无机非金属材料的主角-硅——完成

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1、第一节无机非金属材料的主角——硅Si-26.30%半导体材料与硅半导体材料:应用最早的半导体材料：应用最广泛的半导体材料：在地壳中的含量：-----锗（Ge）-----硅（Si）O、Si、Al、Fe常见的半导体：镓、硒导电性介于导体和绝缘体之间。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

2、素从原子结构认识硅硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体物性：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5.用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术

3、的关键材料.硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）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:硅石无色透明彩色环带或层状水晶玛瑙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。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

4、与交流P76物理性质:_____________________________化学稳定性:_________________________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

5、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、与氢氟酸HF反应思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？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。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P75,图4－5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

6、与氢氟酸反应SiO2＋CaO=CaSiO3高温二氧化硅和二氧化碳的性质比较3、弱氧化性Si02高温下与C作用可制取粗硅2C+SiO2＝Si+2CO↑高温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。（2）硅酸的存在硅酸浓度较小时易聚合形成硅酸溶胶硅酸浓度较大时则形成硅酸凝胶硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为硅胶，吸附水分能力强，常用作干燥剂，也用作催化剂的载体1.硅酸的制备（1）SiO2不溶于水，

7、不能和水化合生成酸实验室通过可溶性硅酸盐与其他酸制得。硅胶泳帽硅胶干燥剂不溶于水、不透水耐腐蚀、稳定无味无毒吸附水的能力强(1)是一种很弱的酸,酸性比碳酸还要弱Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓(2)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解：(3)硅酸在水中的溶解度很小。H2SiO3==SiO2+H2O△2.硅酸的性质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？实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现象结论方程式①滴入酚酞溶液呈红色①Na2SiO3溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO

8、3（胶体）+2NaCl实验探究②滴入盐酸有凝胶产生②硅酸难溶于水生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶