无机非金属材料-硅课件

1.在一发现的100多种元素中，除稀有气体外，非金属元素只有10几种，位于周期表右上部。2.地壳中含量最多的元素氧和硅，空气中含量最多的元素氮和氧。3.人类活动所产生的影响大气质量的气态氢化物主要是非金属氧化物，如SO2、NO2、CO等。4.人体必需的食用盐-----氯化钠中含有氯元素。5.本章重点讨论的非金属元素----硅、氯、硫、氮及其化合物引言

第一节无机非金属材料的主角

——硅第一课时Supergao硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅26.3%1、存在：没有游离态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。一、硅单质Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？+142843、原子结构4.物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。6、硅的工业制法：

粗硅：

纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温电脑的中央处理器（CPU）硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。

硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。硅芯片

在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。

硅在电子工业中重要作用二氧化硅(SiO2)

二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山1.二氧化硅的存在二、二氧化硅二氧化硅晶体(石英)水晶玛瑙硅石(天然)结晶形无定形玛瑙玛瑙红宝石是指颜色呈红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)，主要为Cr2O3，含量一般0.1~3%，最高者达4%。自然没有铬的宝石是蓝宝石。天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国、斯里兰卡、中国新疆、中国云南等），非洲，大洋洲（澳大利亚），以及美洲（美国的蒙大拿州和南卡罗莱那州）。天然红宝石非常稀少，因此很珍贵，但是合成红宝石并非太难，所以工业用红宝石都是合成的，1999年，中国山东省昌乐县发现一颗红、蓝宝石连生体，重量67.5克拉，被称为“鸳鸯宝石”，称得上是世界罕见的奇迹。2012年在新疆和田地区墨玉县卡拉喀什河河床中发现数枚红宝石矿最大的有32.7克拉。世界最大的红宝石：卡门露西亚无定形二氧化硅SiO二氧化硅的晶体结构示意图2.二氧化硅的结构.SiO2原子晶体科学视野二氧化硅物理性质问题：二氧化硅有哪些物性？化学性质稳定吗？依据是什么？这些性质由和决定？坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。化学性质很不活泼。3.思考交流问题：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。4.二氧化硅化学性质

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高温

（1）酸性氧化物离子反应：SiO2+2OH—==SiO3

2-+H2O

特殊性：不能与水反应（2）不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2+4HF==SiF4

+2H2O玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应

不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

不反应与碳反应SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2CO高温高温高温光学纤维胃镜

①石英制品②水晶石英、玛瑙③二氧化硅用来制光导纤维光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。

三.硅酸(H2SiO3)现象结论反应式

Ｐ76实验４－１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H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl1、制备:可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应

（1）硅酸的制备Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（2）硅酸的性质①物理性质:白色,胶状,不溶于水的物②化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱.

H2SiO3+2NaOH=2H2O

+Na2SiO3③不稳定性H2SiO3===H2O+SiO2加热Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓（3）用途：可作干燥剂和催化剂的载体四、硅酸盐硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。2.硅酸盐的表示方法：①化学式法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3②氧化物法：硅酸钠：Na2O·

SiO2硅酸钙：CaO·SiO2高岭石：Al2O3

·

2SiO2·2H2O石棉：CaO

·

3MgO·4SiO2

沸石：Na2O

·Al2O3

·

3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3

·

6SiO2·2H2O长石：K2O·

Al2O3

·

6SiO2

水泥：3CaO

·SiO2·

2CaO·SiO2

玻璃：Na2O

·CaO·

6SiO2粘土：Al2O3

·

2SiO2·2H2Ot最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作肥皂填料、木材防火剂等。3.硅酸钠（Na2SiO3）关于硅酸盐说明：1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；硅酸和二氧化硅的制备：