【化学】4.1《 无机非金属材料的主角―硅》课件(鲁科版必修1).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。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它相同？+142841、

2、硅的工业制法：粗硅：纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温一、硅单质2.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。3.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==SiCl44.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

3、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无定形二氧化硅硅藻土中

4、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实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃

5、塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。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-+H2O④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？④弱的氧化性SiO2+2C==Si+2CO高温实验室现提供下列试剂瓶,①细口

6、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==2CO高温高温高温5、二氧化硅

7、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。