无机非金属材料的主角硅ppt课件

巍巍昆仑山 气势磅礴的泰山 奇峰峻岭的黄山 广袤无垠的塔克拉玛干沙漠 美丽的长江三角洲 无机非金属材料的主角 硅 1 写出C Si的原子结构示意图 分析它们在结构上有何共同点 原子结构示意图 主要化合价 2 4 4 4 硅在地壳中的含量仅次于 自然界中它容易与 化合 是一种亲 元素 硅元素的主要存在形式是 氧 氧 氧 二氧化硅和硅酸盐 一 二氧化硅和硅酸 1 二氧化硅 SiO2 1 二氧化硅的存在 结晶形 石英晶体 无定形 硅藻土 2 SiO2的结构 SiO2的基本结构单元是 体 每个Si周围结合 个O Si在中心 O在4个顶角 许多这样的四面体又通过顶角的O相连 每个O为两个四面体所共有 即每个O跟 个Si结合 实际上 SiO2晶体是由Si和O按 的比例所组成的 结构的晶体 四面 4 2 1 2 立体网状 金刚石的空间结构 3 二氧化硅的用途 光导纤维 石英坩埚 石英玻璃 石英表 建筑材料 水晶和玛瑙 光导纤维 主要成分 二氧化硅 光纤通信有哪些优点呢 1 信息量大 2 质量轻 不怕腐蚀 4 成本低 3 性能好 抗电磁干扰 4 SiO2的性质 固体 气体 高 低 不溶 溶于水 大 Si原子和O原子按1 2组成的立体网状结构的晶体 无SiO2分子 CO2分子 思考 为什么SiO2和CO2的物理性质相差很大 均属于酸性氧化物 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 H2O H2CO3 不反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 不反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 问题探究 1 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 你知道是为什么吗 玻璃的成分中含有SiO2 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 生成黏性的Na2SiO3 使玻璃塞打不开 2 实验室能否用用玻璃瓶盛装氢氟酸 HF 不能 会发生反应而腐蚀玻璃 SiO2 4HF SiF4 2H2O 应用塑料瓶 3 一般玻璃是光滑透明的 但是也常见到一些玻璃制品 画有许多美丽的图案 这些图案是怎么绘上去的 2 硅酸 H2SiO3 1 制取 较强酸制较弱酸 溶液变为红色溶液由红色变无色 产生白色胶状物质沉淀溶解 a Na2SiO3溶液呈碱性 b 硅酸钠与盐酸反应生成白色胶状沉淀硅酸 硅酸是一种弱酸 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 将硅酸钠加水溶解 滴加几滴酚酞 向硅酸钠中滴加盐酸 再滴加NaOH溶液 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 硅酸的颜色 状态 水溶性 硅酸能形成 溶液 白色 胶体 不溶 硅酸的酸性与盐酸比较 谁的酸性比较强 那与碳酸比较呢 如何通过实验验证你的猜想 将CO2通入Na2SiO3溶液中 现象 有白色胶状物质产生 结论 硅酸的酸性弱于碳酸 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 酸性强弱比较 HCl H2CO3 H2SiO3 固体 硅酸会逐渐聚合而形成胶体溶液 硅酸溶胶 硅酸溶胶浓度较大时 则形成软而透明 胶冻状的硅酸凝胶 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶 称为 硅胶 硅胶多孔 吸附水分能力强 常用作实验室和食品 药品的干燥剂 也可用作催化剂的载体 硅胶产品 二 硅酸盐 硅酸盐是由硅 氧和金属组成的化合物的总称 在自然界中分布极广 它们是一大类结构复杂的固态物质 大多数不溶于水 化学性质很稳定 1 硅酸盐组成的表示方法 1 盐化学式法 如 硅酸钠Na2SiO3 硅酸钙CaSiO3 此法用于组成较简单的硅酸盐 2 盐氧化物法 对于复杂的硅酸盐 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水氧化物之间用 隔开 如 Na2SiO3Al2 Si2O5 OH 4 Na2O SiO2Al2O3 2SiO2 2H2O Ca Al2Si3O10 3H2O CaO Al2O3 3SiO2 3H2O 2 最简单的硅酸盐 硅酸钠 Na2SiO3 1 物理性质 硅酸钠是一种无色晶体 熔点高 易溶于水 水溶液俗称 水玻璃 2 化学性质硅酸钠的水溶液呈碱性 在空气中易吸收CO2变质 因此要密封保存 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧 用水玻璃浸泡过的物质可防火 实验4 2 4 用途 用作黏合剂 木材或织物防火剂 肥皂填料 3 传统的三大硅酸盐产品 陶瓷 玻璃 水泥 1 水泥 以黏土和石灰石为主要原料 石膏 调节水泥硬化速度 主要设备 水泥回转窑 反应条件 高温 2 玻璃 以纯碱 石灰石和石英为原料反应条件 高温主要设备 玻璃窑 主要成分 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 3 传统硅酸盐陶瓷 以粘土为原料 经高温烧结而成 玻璃 水泥 陶瓷生产的共同点 都在高温下发生了复杂的物理化学变化 原料都含硅 产品都含硅酸盐 且都是混合物 4 具有特殊功能的含硅物质 碳化硅 SiC俗称金刚砂 硬度很大 用作砂纸 砂轮的磨料 硅钢 铁合金 导磁性良好 用作变压器铁芯 硅橡胶 用作吸附剂和催化剂 分子筛 最好的既耐高温又耐低温的橡胶 三 硅单质 晶体硅是良好的半导体材料 1 硅的存在和状态 1 在自然界中硅元素只有化合态 无游离态 2 与碳相似 单质硅也有晶体硅和无定形硅 2 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 导电性介于导体和绝缘体之间是良好的半导体 3 化学性质 1 常温下 硅的化学性质不活泼 除F2 HF和强碱外 硅不和其他物质起反应 与氟气的反应Si 2F2 SiF4 与氢氟酸的反应Si 4HF SiF4 2H2 与NaOH溶液的反应Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 2 加热的条件下 硅能和一些非金属反应 与氧气的反应Si O2 SiO2 高温 4 硅的用途 1 计算机芯片 2 太阳能电池板 3 制合金 材料分类 材料 无机非金属材料 金属材料 高分子材料 传统无机非金属材料 新型