无机非金属材料的主角硅――硅元素与碳元素的比较与化学性质归纳课件.ppt

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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。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。?掌握Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）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

2、它相同？+14284掌握1.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。一、硅单质掌握2.化学性质在常温下化学性质不活泼Si+O2===SiO2Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4掌握△3.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。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

3、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。硅石硅矿山二、二氧化硅和硅酸1.二氧化硅的存在硅石(天然)结晶形无定形二、二氧化硅水晶晶体二氧化硅玛瑙玛瑙无定形二氧化硅硅藻土中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量

4、的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨。仅次于美国，居世界第2位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。矿床类型主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻土矿等)矿床。SiO二氧化硅的晶体结构示意图2.二氧化硅的结构.SiO2原子晶体掌握SiO二氧化硅的晶体结构示意图SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定掌握坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。3.二氧化硅物理性质掌握实验室盛装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

5、的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。掌握4.二氧化硅化学性质②不能与水反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3高温①是酸性氧化物SiO2+2OH—==SiO32-+H2O掌握④不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2+4HF==SiF4+2H2O③在高温下与碳酸盐的反应SiO2+Na2CO3==CO2+Na2SiO3高温SiO2+CaCO3===CO2+CaSiO3高温玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？掌握⑤弱的氧化性SiO2+2C==Si+2CO高温实验室现提供下列试剂瓶,①细

6、口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如何存放下列药品?依据是什么?a.二氧化硅__b.氢氧化钠溶液c.硝酸银晶体__d.氢氟酸_e.浓硫酸__②③④⑤①知识应用二氧化硅(SiO2）二氧化(CO2)物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O不反应与碳反应SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2

7、CO高温高温高温掌握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。光学纤维胃镜石英制品水晶石英、玛瑙二氧化硅用来制光导纤维光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。酸性较弱，比碳酸的酸性还弱。三、硅酸(H2SiO3)干燥硅胶湿硅胶（1）硅酸的制备Na2SiO3+2HC