含硅矿物与信息材料.ppt

1、含硅矿物与信息材料,石英坩埚,问题:地壳中元素含量排在前三位的分别 是 、 、 元素。,一、硅（Silicon）,1、含量和存在 在地壳中，硅的含量居第二位 自然界中，硅无游离态存在，只以化合态存在（SiO2或硅酸盐的形式存在） 是构成矿物和岩石的主要成分,硅,2、硅晶体的物理性质： 灰黑色，硬而脆，有金属光泽的固体，熔点、沸点高，硬度大，,半导体材料。,常温下，化学性质稳定，只与强碱、氟化氢、 氟气反应,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2,Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H2,3、硅晶体的化学性质：,高温下，较活泼,Si + O2 SiO2,4、

2、硅的用途,硅是良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。 含硅4（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15 左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等,5、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）,二、二氧化硅,光导纤维,光学纤维胃镜,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶 于水，硬度比较大。,1、存在和物理性质：,存在：沙子、石英、玛瑙、水晶、硅藻土,180,10928,Si,o,二氧化硅的

3、晶体结构示意图,基本结构单元为硅氧四面体Si2O4， 晶体中不存在二氧化硅分子， SiO2是化学式不是分子式。,二氧化硅粉尘的危害,（1）、酸性氧化物,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,2、化学性质：,（2）与氢氟酸作用（SiO2很不活泼，HF是唯一 能跟其反应的酸） （3）与还原剂作用,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,硅的制取,用来刻蚀玻璃,（4）与盐反应,能否写出SiO2和Na2CO3的反应方程式?,所以，不能用磨口玻璃塞 盛碱性溶液， 如NaOH、KOH、 Na2CO3、Na2SiO3等溶液。,三、硅酸,不溶于水，不稳定，弱酸,制取：强酸制弱酸,硅元素,单质硅,Si +

4、 F2 Si + HF Si + NaOH,加热能与某 些非金属单 质反应（O2）,概括、整合,SiO2和CO2比较,空气,存在于岩石中，沙子、 石英、水晶等都含有 二氧化硅,以二氧化碳分子形式存在,SiO2是化学式不是分子式,熔沸点低、常温是气体、微溶于水,坚硬固体、熔点高、不溶于水,生成碳酸,不反应,不反应,与氢氟酸反应,与氢氧化钠生成碳酸钠,与氢氧化钠生成硅酸钠,生成碳酸钙,高温下生成硅酸钙,饮料、工业制碱,光导纤维、石英表等,你怎么想？,据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强？,1.二氧化碳通入下列各溶液中，不可 能产生沉淀的是 ( ) A.氯化钙溶液 石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 硅酸钠溶液,A

5、,巩固练习,巩固练习,2.下列说法正确的是： A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在。 B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。 C.二氧化硅溶于水。 D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。,3.实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是,空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应,有白色胶状沉淀物生成,变质的现象是：,相应的化学方程式：,B,巩固练习,C,三、硅酸盐,结构复杂 种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 石棉：CaMg3Si4O12 长石：KAlSi3O8 普通玻璃： CaNa2Si6O14,3MgOCaO4SiO2 K2O

6、Al2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2,巩固练习,现代建筑离不开玻璃的装饰和采光,雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦,硅酸盐产品简介：,高温,高温,景德镇陶瓷,描述景德镇的陶瓷有这样一句话: 薄如纸,声如磬,色如玉.,陶瓷的制作过程,采石制泥,陶练泥土,圆器拉坯,蘸釉,吹釉,成坯入窑,烧坯开窑,鬼谷子下山,新型无机非金属材料之一：,高温结构陶瓷、压电陶瓷,单晶硅,硅芯片的应用 电脑的中央处理器（CPU）,世界第一台电子管计算机(占地170m2),笔记本电脑,大规模集成电路,硅的应用,硅的其他用途,硅也是将太阳能转化成电能的常用材料,利用高纯硅单质的半导体性能,可制成光电池,将光能直接转化成电能 光电池目前的应用范围: 计算器 人造卫星 火星探测器 太阳能动力车 登月车,人造卫星,火星探测器,火星探测器,登 月 车,太阳能汽车,太阳能电池,知识反馈,下列关于硅的说法不正确的是: A 硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B 硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体