《无机非金属材料的主角-硅》课件.ppt

第 四 章 非 金 属 及 其 化 合 物第一节无机非金属材料的主角硅 Si元 素 在 地 壳 中 的 含 量 排 在 第 几 位 ？你 知 道 吗 ？ 知 识 窗 硅 在 地 壳 上 的 含 量 仅 次 于氧 ， 硅 的 氧 化 物 及 硅 酸 盐 构 成了 地 壳 中 大 部 分 的 岩 石 、 沙 子和 土 壤 约 占 地 壳 的 90 以 上 锦 绣 中 华 思 考 、 讨 论 ： 、 i原 子 结 构 相 似 ，那 么 、 i性 质 一 样 么 ？CSi 一 、 硅 单 质1、 存 在 ：2、 物 理 性 质 ：导 电 性 介 于 导 体 和 绝 缘 体 之 间 。在 自 然 界 中 ， 没 有 游 离 态 的 硅 ， 只 有化 合 态 的 硅 。 单 质 硅 有 晶 体 硅 和 无 定形 硅 两 种 。晶 体 硅 的 结 构 类 似 于 金 刚 石 ， 熔 点(1410 )和 沸 点 都 很 高 ， 硬 度 大 。 3、 化 学 性 质 ： 在 常 温 下 ， 硅 的 化 学 性 质 可 归 纳 为 “ 亲 氟 亲 碱 ”即 常 温 下 可 以 和 F2、 HF、 NaOH溶 液 反 应 ， 但 与O2、 Cl2、 H2SO4、 HNO3都 不 反 应 ， 所 以 常 温 下硅 单 质 的 化 学 性 质 不 活 泼Si + O 2 = SiO2Si + Cl2 = SiCl4Si+F2 = SiF4Si+HF = SiF4 + H2Si+2NaOH+H2O = NaSiO3+ 2H2常 温 下加 热 时 4、 制 法 SiO2 + 2C = Si + 2CO高 温硅 单 质 5.用 途 晶 体 硅 的 导 电 性 介 于 导 体 和 半 导 体 之 间 ,是良 好 的 半 导 体 材 料 ,硅 是 信 息 技 术 的 关 键 材 料硅 太 阳 能 电 池 电 脑 的 中 央 处 理 器 （ CPU） Si 晶 体 结 构 晶 体 硅 、 无 定 形空 间 构 型 ： 正 四 面 体物 理 性 质 色 ： 金 属 光 泽态 ： 灰 黑 色 固 体熔 点 ： 高 （ 1410 ） 硬 度 ： 大 质 脆化 学 性 质 常 温 下 不 活 泼 ， 与 HCL、 H SO 、HNO 都 不 反 应常 温 下 只 能 与 、 溶 液 反 应高 温 下 可 发 生 一 些 列 反 应 i C SiCSi O2 SiO2Si 2Cl2 SiCl4用 途 ： 半 导 体 材 料 、 光 电 池 材 料 、 信 息 技 术 材 料小结 二 、 二 氧 化 硅阅 读 、 思 考 ： 地 球 上 存 在 的 天 然 二 氧 化 硅 约 占 地 壳 质量 的 _%,存 在 形 态 有 _和 _两 大 类 ， 统 称 _。1.二 氧 化 硅 (SiO 2)12 结 晶 形 无 定 形硅 石 结 晶 的 SiO 2 水 晶玛 瑙 无 色 透 明具 有 彩 色 环 带 状或 层 状 的 二 氧 化 硅 的 用 途 思 考 与 交 流 ： 请 同 学 们 思 考 P76的 问 题 并和 前 后 左 右 的 同 学 进 行 交 流 。SiO 2具 有 哪 些 物 理 性 质 ？ 化 学 稳 定 性 如 何 ？请 将 你 的 认 识 写 在 下 面 横 线 上 ，物 理 性 质 ： _化 学 稳 定 性 ： _坚 硬 难 熔 的 固 体 ， 熔 沸 点 比 较 高 ，不 溶 于 水 ， 硬 度 比 较 大 。 纯 净 SiO2无 色 透 明常 温 下 非 常 稳 定SiO2的 这 些 性 质 是 由 什 么 决 定 的 呢 ？ 二 氧 化 硅 的 化 学 性 质活 动 与 探 究 ： 二 氧 化 硅 化 学 性 质 稳 定 ，能 否 与 HCl、 H2S04、 HN03 、 HF 发 生 反 应 ？结 论 ： v SiO 2 + 4H F SiF4 + 2H 2O快 乐 体 验 ：试 一 试 怎 样 能 在 玻 璃 上 雕 刻 花 纹 （ 玻 璃 的 主 要 成 分 是可 以 与 氢 氟 酸 反 应 ， 放 出 气 体 设 问 ： CO 2和 SiO 2作 为 酸 性 氧 化 物 能 与哪 些 物 质 反 应 ？2、 与 碱 反 应1、 与 碱 性 氧 化 物 反 应SiO2 CaO CaSiO3高 温SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O实 验 室 盛 放 碱 液 的 试 剂 瓶 用 橡 胶 塞而 不 用 玻 璃 塞 ， 你 知 道 为 什 么 吗 ？思 考 3、 SiO2与 其 他 物 质 的 反 应 = 高 温高 温高 温 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅 状 态物 理 性 质化学性质 与 水与 碱与 碱性 氧化 物与 酸 用 途 CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO 2+CaO=CaCO3 不 反 应 = 固 态熔 沸 点 低气 态 熔 沸 点 高 、 硬 度 大人 工 降 雨 ， 灭 火 等 装 饰 、 石 英 坩 埚 、 光 纤 等 二 氧 化 碳 和 二 氧 化 硅 的 物 理 化 学 性 质 及 用 途 比 较高 温 二 氧 化 硅 的 用 途 制 晶 体 硅石 英 坩 埚光 导 纤 维石 英 手 表光 学 仪 器耐 磨 器 皿 SiO 2 精 密 仪 器 轴 承 思 考 、 讨 论 ： 、 i原 子 结 构 相 似 ，形 成 的 氧 化 物 CO2、 SiO2性 质 却有 很 大 的 差 别 ， 为 什 么 呢 ？CO2的 存 在 是 以 分 子 形 式 存 在 的SiO2的 存 在 是 以 原 子 形 式 存 在 的 练 习A、 B、 C、 D、 E 、 代 表 单 质 或 化 合 物 ， 他 们 之 间 的 转 化关 系 如 图 所 示 ， A为 地 壳 中 含 量 仅 次 于 氧 的 非 金 属 元 素 的 单质 ， 其 晶 体 结 构 与 金 刚 是 相 似 。A+E 加 碳高 温 B C加 氧 化 钙高 温 D+H2O加 NaOH请 填 空 ： 1、 形 成 单 质 A的 原 子 结 构 示 意 图 它 的 最 高 化合 价 为 2、 B的 化 学 式 B和 碳 反 应 生 成 A和 E的 化 学 方 程 式3、 C的 化 学 式 为 D的 化 学 式 为 +4SiO2