无机非金属材料---硅（1）

无机非金属材料的主角 硅 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 硅谷 思考 提及到 硅 这一个词 你能联想到哪些 美国新兴的高技术产业开发区 电子技术研究中心 计算机生产的重要基地 位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端 半导体 单晶硅是半导体器材的核心材料 硅半导体是集成电路的主要材料 估计在21世纪 硅仍然会占半导体材料的95 以上 沙子 石英 水晶 主要成分是硅的氧化物 光导纤维 从石英玻璃熔融体中 拉出直径为100微米的细丝 再把千百根光导纤维组合并增强处理 就制成成光缆 其优点 质轻 体积小 输送距离长 保密性好 成本低 从原子角度认识硅原子 既不易失去电子 也不易得到电子 主要形成四价化合物 一 二氧化硅 SiO2 天然的SiO2约占地壳质量的12 硅石 结晶形 无定形 石英 水晶 玛瑙 硅藻土 水晶 玛瑙 石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙 结构 SiO4 四面体每1个Si原子周围结合4个O原子 Si在中心 O在四个顶角 同时每1个O原子周围结合2个Si原子 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2 1 通常用SiO2来表示二氧化硅的组成 结构与性质的关系 SiO2的网状结构 物理性质 熔点高 硬度大的固体不溶于水 纯净的SiO2晶体无色透明 SiO2的化学性质 很不活泼 2 特性与HF的反应SiO2 4HF SiF4 2H2O 用途 雕刻玻璃 1 酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐SiO2 CaO CaSiO3与强碱反应生成盐和水SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O硅酸钠 高温 3 弱氧化性 高温 高温 高温 SiO2 2C Si 2CO 4 与某些盐反应 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 想一想 1 为什么在实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 玻璃中的SiO2与NaOH反应生成有粘胶性的硅酸钠 2 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 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 3 某同学根据SiO2既可与碱反应 也能与氢氟酸反应 推断SiO2为两性氧化物 是否正确 65实验 观察现象并填写下表 滴入酚酞溶液显红色 再滴入盐酸红色消失 并有透明胶状物质生成 Na2SiO3溶液呈碱性 与酸反应生成了H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 二 硅酸 H2SiO3 制备 可溶性硅酸盐 如Na2SiO3 与酸反应 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 2Na2CO3 性质 白色 胶状 不溶于水的物质酸性比碳酸弱 用途 可作干燥剂和催化剂的载体 小结 1 SiO2存在形态物理性质化学性质2 H2SiO3制备用途 二氧化碳 二氧化硅 空气 硅石 石英 水晶 玛瑙 沙子 硅藻土 熔 沸点低 微溶于水 熔点高 硬度大 不溶于水 CO2 H2O H2CO3 不反应 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 CaO CaCO3 存在 物理性质 不反应 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 课堂练习1 1 填表并比较 练习2 CO2通入下列各溶液中 不可能产生沉淀的是 A石灰水B饱和碳酸钠溶液C硅酸