高一化学《第四章第一节 无机非金属材料的主角硅》解析

1、无机非金属材料的主角-硅,一、硅的分布与存在,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 的主要成分。,一、硅的分布与存在,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 的主要成分。,一、硅的分布与存在,存在：没有游离态，只有化合态。常以二氧化硅和硅酸盐形式存在。,硅单质,二、硅的结构和物理性质,硅的结构类似于金刚石，熔点和 沸点都很高，硬度大。,二、硅的结构和物理性质,硅的结构类似于金刚石，熔点和 沸点都很高，硬度大。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、 硬而脆的固体。,二、硅的结构和物理性质,硅的结构类似于金刚石，熔点和 沸点都很高，硬度大。

2、 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、 硬而脆的固体。 导电性介于导体和绝缘体之间， 是良好的半导体材料。,硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。,二、硅的结构和物理性质,硅的结构类似于金刚石，熔点和 沸点都很高，硬度大。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、 硬而脆的固体。 导电性介于导体和绝缘体之间， 是良好的半导体材料。,Si,晶体硅结构,三、硅的化学性质,三、硅的化学性质,1. 化学性质不活泼，常温下，只跟氟气、 氢氟酸和强碱反应。,Si 2F2 SiF4,三、硅的化学性质,1. 化学性质不活泼，常温下，只跟氟气、 氢氟酸和强碱反应。,Si 2F2 SiF4,Si 4HF SiF4 2H2 ,三、硅的化

3、学性质,1. 化学性质不活泼，常温下，只跟氟气、 氢氟酸和强碱反应。,1. 化学性质不活泼，常温下，只跟氟气、 氢氟酸和强碱反应。,Si 2F2 SiF4,Si 4HF SiF4 2H2 ,Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2,三、硅的化学性质,三、硅的化学性质,2. 加热时，可跟某些非金属反应,三、硅的化学性质,2. 加热时，可跟某些非金属反应,三、硅的化学性质,2. 加热时，可跟某些非金属反应,三、硅的化学性质,2. 加热时，可跟某些非金属反应,三、硅的化学性质,(碳化硅，俗称 金刚砂)，用于 制造砂轮、砂纸,2. 加热时，可跟某些非金属反应,三、硅的化学性质,四、硅的用途,良好

4、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，还可以制成太阳能电池。,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，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，用来制造变压器的铁芯和耐酸设备。,四、硅的用途,大规模集成电路,太阳能电池,五、硅的工业制法,在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法 制得粗硅。,五、硅的工业制法,在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法 制得粗硅。,SiO2+ 2C,高温,Si + 2CO,五、硅的工业制法,在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法 制得粗硅。,SiO2+ 2C,高温,粗硅提纯后，可得用作半导

5、体材料的高纯硅。,Si + 2CO,五、硅的工业制法,二氧化硅晶体,玛 瑙,玛 瑙,六、二氧化硅的性质和用途,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水,化学性质：性质稳定，不与水反应，也 不与酸反应(氢氟酸除外)，但能与碱性 氧化物和强碱反应生成盐。,六、二氧化硅的性质和用途,SiO2 + 4HF =SiF4+ 2H2O,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水,化学性质：性质稳定，不与水反应，也 不与酸反应(氢氟酸除外)，但能与碱性 氧化物和强碱反应生成盐。,六、二氧化硅的性质和用途,SiO2 + 4HF =SiF4+ 2H2O,SiO2 CaO,高温,物理性质：硬度

6、大、熔点高、难溶于水,化学性质：性质稳定，不与水反应，也 不与酸反应(氢氟酸除外)，但能与碱性 氧化物和强碱反应生成盐。,CaSiO3,六、二氧化硅的性质和用途,SiO2 + 4HF =SiF4+ 2H2O,SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O,SiO2 CaO,高温,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水,化学性质：性质稳定，不与水反应，也 不与酸反应(氢氟酸除外)，但能与碱性 氧化物和强碱反应生成盐。,CaSiO3,六、二氧化硅的性质和用途,SiO2 + 4HF =SiF4+ 2H2O,SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O,SiO2 CaO,高温,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水,化

7、学性质：性质稳定，不与水反应，也 不与酸反应(氢氟酸除外)，但能与碱性 氧化物和强碱反应生成盐。,CaSiO3,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,为什么实验室盛放碱液的试剂瓶 用橡皮塞而不用玻璃塞？,六、二氧化硅的性质和用途,为什么实验室盛放碱液的试剂瓶 用橡皮塞而不用玻璃塞？,答：因玻璃中的SiO2跟碱液反 应生成硅酸盐，硅酸盐有良好 的粘性，能将瓶口和瓶塞粘结 起来。,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,高温,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物

8、,高温,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,高温,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,高温,六、二氧化硅的性质和用途,均属于酸性氧化物,不反应,高温,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,六、二氧化硅的性质和用途,石 英 制 品,水晶及制品,水 晶 制 品,课堂练习,BC,课堂练习,D,D,C,C,七、硅酸,硅酸通常有H4SiO4(原硅酸)和H2SiO3(硅酸) 两种，硅酸不溶于水，酸性比碳酸弱。,七、硅酸,硅酸通常有H4SiO4(原硅

9、酸)和H2SiO3(硅酸) 两种，硅酸不溶于水，酸性比碳酸弱。,Na2SiO3+CO2+2H2OH4SiO4+Na2CO3,七、硅酸,硅酸通常有H4SiO4(原硅酸)和H2SiO3(硅酸) 两种，硅酸不溶于水，酸性比碳酸弱。,Na2SiO3+CO2+2H2OH4SiO4+Na2CO3,Na2SiO3+2HCl +H2OH4SiO4+2NaCl,七、硅酸,硅酸通常有H4SiO4(原硅酸)和H2SiO3(硅酸) 两种，硅酸不溶于水，酸性比碳酸弱。,Na2SiO3+CO2+2H2OH4SiO4+Na2CO3,Na2SiO3+2HCl +H2OH4SiO4+2NaCl,H4SiO4 H2SiO3 +

10、H2O,七、硅酸,硅酸通常有H4SiO4(原硅酸)和H2SiO3(硅酸) 两种，硅酸不溶于水，酸性比碳酸弱。,Na2SiO3+CO2+2H2OH4SiO4+Na2CO3,Na2SiO3+2HCl +H2OH4SiO4+2NaCl,H4SiO4 H2SiO3 + H2O,七、硅酸,八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成。,八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成。,硅酸钠：Na2SiO3,八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成

11、。,硅酸钠：Na2SiO3,(Na2OSiO2),八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成。,硅酸钠：Na2SiO3,(Na2OSiO2),高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成。,硅酸钠：Na2SiO3,(Na2OSiO2),高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,(Al2O32SiO22H2O),八、硅酸盐,硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类 很多，结构复杂，通常用氧化物形式来表示其 组成。,硅酸钠：Na2SiO3,(Na2OSiO2),高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4,(Al2O32