《硅及其化合物》PPT课件.ppt

,6.3硅及其化合物,第六章 几种非金属及其化合物,第A族（碳族元素）：元素周期表第 A族包括碳C 、硅Si、锗Ge、锡Sn、铅Pb五种元素统称为碳族元素。 其中C 、 Si是非金属元素，锗Ge是处于金属和非金属间，锡Sn、铅Pb是金属元素,简单了解,碳族元素的原子结构示意图：,表63氧族元素的结构特征与性质的相似性和递变性,能形成+4价、+2价的 化合物,能形成通式为RH4的气 态氢化物(C、Si),最高价氧化物对应水化物通式为H2RO3或 R（OH）4,相似性,递变性,1、原子结构,最外层都有4个电子。,2、物理性质,单质都是固体。,3、化学性质,原子结构,单质物性,化学性质,核电荷数增加，电子层数增加,原子半径增大,熔沸点逐渐降低,密度逐渐增大,氢化物稳定性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,无机非金属材料的主角 硅,硅是一种亲氧元素。在自然界中它总是与氧相互化合，没有游离态的硅。硅以化合态存在于自然界的各种矿物和岩石中，例如：硅的氧化物和硅酸盐等；硅是构成矿物和岩石的主要成分。,一、硅,硅元素的存在形式：,五、硅,1、硅的物理性质：,（1）硅有晶体硅和无定型硅两种同素异形体。 （2）晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，硬度大、熔沸点较高，具有半导体性质。 （3）无定型硅是一种灰黑色粉末；,一、硅,五、硅,2、硅的化学性质：,不活泼,(1)常温下：, Si+4HF=SiF4+2H2, Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,注：与其它物质如氯气Cl2、氧气O2、硫酸H2SO4、硝酸HNO3等常温下都不与硅起反应。,(2)加热时：与某些非金属反应,Si+O2=SiO2,3、硅主要用途：半导体材料,一、硅, Si + F2 = SiF4,1. 二氧化硅,坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高。,2).物理性质:,二、硅的重要化合物,1）存在和俗名： 天然的二氧化硅也叫硅石。天然存在的二氧化硅有晶体和无定形两种。 石英是天然存在的二氧化硅晶体；硅藻土是天然存在的一种无定形二氧化硅。 砂、石英、水晶的主要成分都是SiO2，玻璃也有二氧化硅成分,石英系列,水晶系列,砂子系列,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等,熔点高，硬度大，不溶于水,不反应,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,存 在,物理性质,与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,思考与交流：那么SiO2是否也是酸性氧化物，酸性氧化物有哪些通用性呢？,3)、SiO2化学性质:,小结：常温下，二氧化硅的化学性质不活泼，不与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。,SiO2,SiO2+CaO 高温 CaSiO3,想一想,1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,2、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？,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。,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溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,4).用途,思考与交流：物质的性质决定用途，SiO2又有哪些用途呢？SiO2有什么危害？,用途: （1）光导纤维： （2）石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 （3）水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片 （4）玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 （5）石英砂：用于制造玻璃、耐火材料。 （6）普通砂子：做建筑材料。 （7）硅藻土：工业上常用的吸附剂。 危害:长期吸入二氧化硅粉尘，就会患矽肺。,2、硅酸（H2SiO3),二氧化硅SiO2不能直接和水化合成硅酸H2SiO3，只能用可溶性硅酸盐和酸反应制得。硅酸是白色固体，不溶于水，是一种弱酸，比碳酸弱，胶状硅酸沉淀脱水后变成硅胶。硅胶具有很强的吸附能力，常用作干燥剂、吸咐剂,3、硅酸盐,硅酸钠（Na2SiO3）： 硅酸钠能溶于水，它的水溶液俗名水玻璃，又称泡花碱；水玻璃是一种矿物胶，且既不燃烧也不受腐蚀，常用作黏胶剂和木材织物等的防火、防腐；把水玻璃涂在鸡蛋上，可使鸡蛋保鲜。,硅酸所对应的盐统称硅酸盐。,三、硅酸盐工业,1、玻璃： 原料：纯碱、石灰石和石英 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 主要成分： 硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3、二氧化硅SiO2 2、水泥：主要原料：粘土（主要成分是二氧化硅)和石灰石，石膏等。石膏是辅助材料是用于