无机非金属材料主角-硅.ppt

无机非金属材料的主角硅 硅的概况在地壳中含量第二 氧硅铝铁 硅的存在与分布 存在 没有游离态 只有化合态分布 自然界中分布广泛 是构成矿物和岩石的基本元素 1 硅的原子结构 硅和碳一样 其原子既不易失去又不易得到电子 主要形成四价的化合物 一 硅 碳是构成有机物的主要元素 硅是构成岩石和许多矿物的主要元素 2 硅的性质 硅有晶体硅和无定形硅两种 晶体硅是灰黑色 有金属光泽 熔点 沸点都很高 硬度大的固体 导电性介于导体和绝缘体之间 常温下硅单质的化学性质不活泼 物理性质 硅可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可以制成太阳能电池 可制成有良好导磁性 耐酸性的合金 半导体晶体管及芯片的出现 促进了信息技术革命 硅的用途 二 二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素 在自然界中它总是与氧相互化合的 与碳不同 存在形式 氧化物硅酸盐 1 二氧化硅 SiO2 石英晶体是结晶的SiO2 无色透明的叫做水晶 具有彩色环带状或层状的叫玛瑙 石英坩埚 光导纤维 玛瑙 水晶 SiO4 四面体结构 网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 物理性质 化学稳定性 硬度大 熔点高 难溶于水 很稳定 SiO2具有哪些物理性质 化学稳定性如何 二氧化硅的化学性质 与氢氟酸反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 与碱性氧化物反应 刻蚀玻璃 与强碱反应 SiO2 2OH SiO32 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应 生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起 用途 制光导纤维 电子工业重要部件 光学仪器 耐高温化学仪器 利用石英晶体制造石英电子表 石英钟等 2 硅酸 H2SiO3 很弱的酸 酸性比碳酸还弱 溶解度很小 如何制得硅酸 能用SiO2与水反应制得吗 为什么 由于SiO2不溶于水 所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的 实验4 1 溶液呈红色 加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时 有透明的硅酸凝胶产生 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 3 硅酸盐 硅酸盐是由硅 氧和金属组成的化合物的总称 结构复杂一般不溶于水化学性质很稳定 1 硅酸盐化学式的氧化物表示方法 2 重要的硅酸盐 Na2SiO3 Na2SiO3易溶于水 其水溶液俗称 水玻璃 泡花碱 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 硅酸钠 Na2SiO3可以写成 Na2O SiO2 高岭石 Al2 Si2O5 OH 4 钠长石 NaAlSi3O8 正长石 KAlSi3O8 Al2O3 2SiO2 2H2O Na2O Al2O3 6SiO2 K2O Al2O3 6SiO2 实验4 2 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 制备木材防火剂的原料 硅酸盐的丰富性和多样性 人面鱼纹盆 陶瓷 日用器皿 建筑饰材 卫生洁具 玻璃 普通玻璃 Na2O CaO 6SiO2 水泥 以黏土