无机非金属材料的主角硅新.ppt

无机非金属材料的主角硅 非金属及其化合物 元素周期表 半 导 体 二氧化硅、硅 酸盐；地壳中 含量26.3%。约 占地壳质量的 90%以上。 为什么构成岩石和矿物的基本元素是硅? 一、二氧化硅（SiO2） 1.存在：二氧化硅和硅酸盐 天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶体是结 晶的二氧化硅. 石英 水晶 玛瑙 180 10928 Si o 共价键 2、网状结构决定了SiO2具有优良的性质 P76页【思考与交流】完成填空 物理性质:_ 化学稳定性： _ _ SiO2的性制主要与它的结构有关：SiO2是正四面 体的空间网状结构，因此性质很稳定。 熔点高、硬度大 化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其他酸反应， 可以与强碱如NaOH等反应，属于酸性氧化物。 3、性质： 1).物理性质: 坚硬难熔的固体，不溶于水，熔沸点高。 2).化学性质: a、与氢氟酸反应：SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O b、与强碱溶液反应： SiO2+2NaOH =Na2SiO3+ H2O c、与碱性氧化物反应： SiO2 + CaO = CaSiO3 高温 注意 保存 4、用途： 光导纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 光纤视频 玛瑙饰品 二、硅酸（ H2SiO3) （1）制取： Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 白色胶状 强酸制弱酸 （2）性质： 白色胶状，难溶 弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3） 不能使指示剂变色 脱水形成硅胶 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3 （用作干燥剂） 实验4-1 原 理 思考：二氧化硅不溶于水，如何由二氧化硅制取硅酸？ 三、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃 放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液 现象 结论 当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 实验4- 2 注意保存 硅酸盐的丰富性和多样性 人面鱼纹盆(陶瓷) 砖瓦(陶瓷) 硅酸盐 硅酸盐组成的表示方法： 高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4 Na2SiO3 表示：Na2OSiO2 表示：Al2O32SiO2 2H2O 课堂练习 钙长石：CaAl2SiO6 表示：CaOAl2O32SiO2 书写规则：金属氧化物写在最前面，然后写二氧化 硅，最后写水，而且氧化物之间用“.”隔开 水泥:以石灰石和黏土为原料 玻璃: 普通玻璃: Na2OCaO6SiO2 金刚砂 硅钢 硅橡胶 生物陶瓷 四、硅 2、化学性质：常温下性质稳定 SiO2 SiO2 高温 (1).加热时具有还原性又有氧化性 (2).常温： Si 2H2 SiH4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2 Si2F2 SiF4 1、物理性质：灰黑色、有金属光泽，硬而脆的固体， 熔、沸点高，硬度大，良好的半导体 硅有晶体硅和无定形硅两种单质 (3)、用途 ： 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材 料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可 用来制造变压器铁芯等。 4、硅的工业制法 制粗硅： SiO2+2C=Si+2CO 高温 用氧化还原反应的概念分析此反应 Si2Cl2 SiCl4（液体，易挥发 ） 高温 高温 SiCl4 2H2 Si 4HCl SiO22C Si2CO 高温 硅的制取： 工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅 制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质 。经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得纯硅。（写出上述反应的 化学方程式） （粗硅 ） 硅及其化合物的转化关系 Si O2 SiO2 HF 或