使用《无机非金属材料的主角硅》第一课时

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 Si最 外 层 电 子 数 是 4， 碳 也 是 。思 考 2： 碳 、 硅 原 子 主 要 显 几 价 ？碳 和 硅 都 是 亲 氧 元 素 但 是 硅 的 亲 氧 能 力 更 强 。 因 此 碳 和 硅 在 自然 界 中 存 在 形 式 有 所 不 同 。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 ？+14 2 8 4 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 + 2Cl2 = SiCl4Si+2F2 = SiF4Si+4HF = SiF4 + 2 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） 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 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 二氧化硅(SiO2)硅石硅矿山二 、 二 氧 化 硅 和 硅 酸 二 氧 化 硅 的 存 在硅 石 (天 然 ) 结 晶 形无 定 形二 、 二 氧 化 硅 结 晶 的 SiO2 水 晶玛 瑙 无 色 透 明具 有 彩 色 环 带 状或 层 状 的 SiO二 氧 化 硅 的 结 构 . SiO2原 子 晶 体 SiOSiO2是 正 四 面 体 的 空 间 网 状 结 构 ，因 此 性 质 很 稳 定 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 ： vSiO2 + 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 是不 与 其 他 酸 反 应 可 以 与 氢 氟 酸 反 应， 放 出 气 体 设 问 ： CO2和 SiO2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 途由 于 SiO2具 有 优 良 的 物 理 化 学 性 能 加 上 SiO2在 自 然 界 的 广 泛 存 在 ， 因 此 从 古 到 今 都 被 人类 广 泛 地 应 用 。 光学纤维胃镜 石 英 制 品 水 晶 石 英 、 玛 瑙 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 。 1、 实 验 室 盛 装 NaOH溶 液 的 试 剂 瓶 为 什 么用 橡 胶 塞 而 不 用 玻 璃 塞 ？ NaOH 溶 液 能 与 玻 璃 中 的 SiO2反 应 生 成 Na 2SiO3， 使 瓶 塞 部 分 粘 结 而 无 法 打 开 。 因 此 盛 装NaOH 溶 液 的 试 剂 瓶 不 能 用 玻 璃 塞 而 要 用 橡 胶 塞 。 = 图 4-6 实 验 室 盛 放NaOH溶 液 的 试 剂 瓶 3、 某 同 学 根 据 氢 氟酸 反 应 ,推 断2、 实 验 室 为 什 么 不 用 玻 璃 瓶 盛 装 氢 氟 酸 ？ H F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 。 不 正 确 。 因 为 二 氧 化 硅 只 跟 氢 氟 酸 反 应 ， 不 跟其 它 酸 反 应 ， 而 是 属 于 酸 性 氧 化 物 。