硅无机非金属材料》.ppt

氧,硅,HCl,H2CO3,酸性,CO2,C60,石墨,金刚石,一、单质硅与半导体材料 1半导体材料 特指导电能力介于 和 之间的一类材料，最早使用的半导体材料是 ，现在使用最广泛的半导体材料是 。 2硅的存在 在地壳里，硅的含量仅次于 ，全部以 态存在，主要存在形式为二氧化硅和 。硅单质存在同素异形体是 和 。,导体,绝缘体,锗,硅,硅酸盐,氧,化合,晶体硅,无定形硅,3单质硅 (1)物理性质：,灰黑,金属,很高,硬而脆,半导体,有,SiO2,集成,二、二氧化硅和光导纤维 1二氧化硅 (1)存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，是 的主要成分。纯净的二氧化硅又称 。,沙子、石英,水晶,(2)物理性质：,无色,高,大,不,(3)化学性质： 具有酸性氧化物的通性： a常温下SiO2与 NaOH溶液反应生成盐和水： SiO22NaOH= 。 b高温下SiO2与碱性氧化物(如 CaO)反应生成盐： SiO2 CaO 。,Na2SiO3H2O,CaSiO3,特性： 与氢氟酸(HF)反应： SiO2 4HF= 。 弱氧化性： 高温下与C反应： SiO2 2C 。,SiF42H2O,Si2CO,2光导纤维 (1)主要成分：SiO2。 (2)用途：用于 、能量传输、 处理等，光纤的使用节约了大量的人力、物力、财力，且提高了信号传输效率。,通迅,信息,三、硅酸盐和无机非金属材料 1硅酸盐 (1)硅酸钠：其水溶液俗称 ，有黏性。 (2)硅酸盐： 性质：硅酸盐性质 ，熔点 ，大都 溶于水。,水玻璃,稳定,较高,难,表示方法： 硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，钠长石(NaAlSi3O8)可表示为 。 2无机非金属材料 (1)传统的无机非金属材料硅酸盐产品。,Na2OSiO2,Na2OAl2O36SiO2,(2)新型无机非金属材料：,高温,电学,光学,生物,1判断正误。 (1)自然界存在硅单质的同素异形体，性质较稳定。( ) (2)单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。( ) (3)晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电。 ( ) (4)含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性。 ( ) (5)最早使用的半导体材料是硅。 ( ),分析：硅单质存在同素异形体，但自然界中无单质硅。硅导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料，最早使用的半导体材料是锗。 答案：(1) (2) (3) (4) (5),2用短线连接。,答案：a b c d,3玻璃的主要成分之一是SiO2，下列物质贮存时应注意： NaOH溶液 浓HNO3 溴 Na2CO3溶液(碱性) 氢氟酸 盐酸 水玻璃 (1)用玻璃瓶不能配玻璃塞的有_，可用玻璃塞的有_。 (2)用玻璃瓶不能配橡胶塞的有_。 (3)不能用玻璃瓶盛装的是_。,分析：SiO2是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐粘住瓶塞不易打开，浓HNO3、溴具有强氧化性，能氧化橡胶。氢氟酸与SiO2反应，腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装。 答案：(1) (2) (3),4制取玻璃和水泥都用了共同的原料是_。 答案：石灰石 5向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是_， 反应方程式为：_，说明酸性_。 答案：生成白色沉淀 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 H2CO3 H2SiO3,6下列哪些材料是新型无机非金属材料_。 氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 氮化铝陶瓷 氮化钛陶瓷 硅化硼陶瓷 二硅化铜陶瓷 红色玻璃 钢化玻璃 光导纤维,分析：新型无机非金属材料是指具有特殊结构、功能的新材料。红色玻璃是在原料中加入Cu2O使玻璃呈红色，钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热，使它软化，然后急速冷却而制成的，都属于传统硅酸盐产品。 答案：,特别提醒 (1)硅属于非金属元素，但也具有一定的金属性，如可导电、具有金属光泽等。 (2)导电性：硅石墨。 (3)酸性强弱：H2CO3H2SiO3。,例1 下列关于硅和二氧化硅说法不正确的是( ) A晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体 B硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应 C硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应 D工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅说明通常情况下还原性CSi,.,答案 D,(1)自然界中存在游离态的碳，却不存在游离态的硅。 (2)二氧化硅与焦炭在隔绝空气的条件下制取粗硅时，生成的是CO而不是CO2。,二氧化硅和二氧化碳性质的比较,例2 下列说法中，正确的是 ( ) ASiO2和CO2均由分子直接构成 BCO2、SiO2都是酸性氧化物，不与任何酸反应 CCO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应 DCO2、SiO2分别是H2CO3、H2SiO3的酸酐，因而均可由CO2、SiO2与水反应制得相应酸,解析 SiO2直接由硅原子、氧原子构成，CO2是由CO2分子构成，A错；SiO2能与氢氟酸反应，B错；CO2、SiO2与CaO反应生成CaCO3和CaSiO3。SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，D错。 答案 C,1表示方法 (1)化学式法： 如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)等。此法一般用于组成比较简单的硅酸盐。 (2)氧化物法： 硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，多以氧化物形式来表示它的组成，通式为aMxOybSiO2cH2O。,当金属不止一种时，先写活泼金属，再写较活泼金属，然后是二氧化硅，最后写水。 氧化物化学式之间用“”隔开，化学式前的系数只能取整数，且只代表该氧化物本身。 氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素尽量按配置前后原子个数守恒原则配置系数。 例如：硅酸钠：Na2SiO3Na2OSiO2， 石棉：Mg3Ca(SiO3)4CaO3MgO4SiO2。,2硅酸钠 (1)物理性质：可溶于水，水溶液俗称“水玻璃”。“水玻璃”具有很强的黏合性，是建筑行业常用的黏合剂。 (2)化学性质：易与酸反应。 与强酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。 与CO2反应：CO2不足，Na2SiO3CO2H2O= Na2CO3H2SiO3； CO2过量，Na2SiO32CO22H2O=2NaHCO3H2SiO3。,特别提醒 (1)由于硅酸盐组成复杂，用氧化物表示其组成只是为了简化对硅酸盐组成的表示，不能理解成硅酸盐以氧化物形式存在。 (2)硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的白色胶状物，酸性比