1、硅无机非金属材

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,硅及其化合物,石英岩,水晶,玛瑙,沙子,硅,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%,一、硅,在地壳中，硅的含量居,，仅次于,，自然界中，硅无,存在，只以,存在（以,SiO,2,或硅酸盐的形式存在）是构成,和,的主要成分,半导体材料：,指导电能力介于,和,之间的一类材料，,最早使用的半导体材料,，,现在最广泛使用的是,.,导体,绝缘体,锗,硅,第二位,氧,游离态,化合态,矿物,岩石,硅单质的性质,硅有,和,两种。晶体硅是,色、有,金属光泽,、,硬而脆,的固体。,晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。,导电性介于导体和绝缘体之间。,物理性质,半导体材料,晶体硅,无定形硅,灰黑,+14,2 8 4,+6,2 4,硅的原子结构,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石与许多矿物的基本元素,Si,C,因为硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物,.,所以常温下，碳、硅的化学性质不活泼,1,、与氟气反应：,2,、与氢氟酸反应：,3,、与强碱溶液反应：,4,、与氧气,/,氯气反应,Si+2F,2,=,SiF,4,Si+2NaOH+H,2,O,=,Na,2,SiO,3,+2H,2,常温下可以跟,F,2,，,HF,，,NaOH,反应,化学性质,Si+O,2,=,SiO,2,Si+2Cl,2,=SiCl,4,Si+4HF,=,SiF,4,+2H,2,硅的工业制法,经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得纯硅。,工业上先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅,SiO,2,2C,=Si,2CO,高温,然后将粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质。,Si,2Cl,2,SiCl,4,（,液体，易挥发）,高温,高温,SiCl,4,2H,2,Si,4HCl,硅的用途,集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。,二,、,二氧化硅,石英坩埚,光导纤维,玛瑙,水晶,1.,存在：,广泛存在与自然界，是沙子、石英的主要成分。,天然的二氧化硅也叫硅石。,2,物理性质,硬度大，熔沸点较高，不溶于水的固体。,180,109,28,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,SiO,2,是,正四面体,的,空间网状,结构，因此性质很稳定，晶体中不存在二氧化硅分子，,SiO,2,是化学式不是分子式。,1,、酸性氧化物,:,SiO,2,+2NaOH=H,2,O+Na,2,SiO,3,SiO,2,+H,2,O=,SiO,2,+CaO=CaSiO,3,高温,2,、氧化性,:,SiO,2,+2C=Si+2CO,高温,化学性质,不能与水反应,3,、特殊性质,:,与氢氟酸反应,雕刻玻璃,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,思考,1,、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸,(HF)?,SiO,2,2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,2,、实验室盛放,NaOH,溶液的试剂瓶用橡皮塞,而不用玻璃塞,你知道是为什么吗,?,二氧化硅与二氧化碳的比较,二氧化碳,CO,2,二氧化硅,SiO,2,物质分类,碱性氧化物,与碱反应,与水反应,与,HF,反应,均属于酸性氧化物,CaO,SiO,2,CaSiO,3,高温,CO,2,2NaOH,Na,2,CO,3,+H,2,O,SiO,2,2NaOH=,Na,2,SiO,3,+H,2,O,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,不反应,不反应,SiO,2,+4HF=,SiF,4,+2H,2,O,CO,2,CaO,CaCO,3,高温,用 途：,制造,光导纤维,石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石,英钟,水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、,高级工艺品和眼镜片,玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,光纤视频,玛瑙饰品,随堂训练：,1.,下列说法正确的是：,A.,晶体硅和无定形硅是两种不同的物质,B.,二氧化硅可用做半导体材料,C.,硅可与氧气反应，单质硅不能在空气,中稳定存在,D.,在,SiO,2,+2 C=Si+2CO,高温,反应中，,氧化剂与还原剂的物质的量比为,2,：,1,2.,下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，,但不能用磨口玻璃塞的是：,A.,氢氟酸,B.,浓硝酸,C.NaOH,溶液,D.,氯水,3.,关于碳和硅的叙述中,不正确的是,:,A.,其最高价氧化物都能与,NaOH,溶液反应,B.,单质在加热时都能与氧气反应,C.,氧化物都能溶于水生成相应的酸,D.,在常温下，碳和硅的化学性质都不,活泼,4.,如何除去二氧化硅中少量的碳酸钙,杂质？用化学方程式表示。,5.,如何除去碳酸钙中少量的二氧化硅,杂质？用化学方程式表示。,CaCO,3,+2HCl=CaCl,2,+H,2,O+CO,2,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,1,下列叙述中，正确的是,A,自然界中存在大量单质硅,B,硅元素是形成地壳的主要元素，在地壳中的含量占第一位,C,纯硅可以通过下列反应制得：,SiO2+2CSi+2CO D,单晶硅是良好的半导体材料,5.,下列叙述中，正确的是,A,自然界中存在大量单质硅,B,硅元素是形成地壳的主要元素，在地壳中的含量占第一位,C,纯硅可以通过下列反应制得：,D,单晶硅是良好的半导体材料,D,6.,下列物质中，不能与二氧化硅反应的 是（）,A,烧碱,B,氢氟酸,C,硝酸,D,生石灰,c,SiO,2,+2C=Si+2CO,高温,三、硅酸（,H,2,SiO,3,),1,制取：,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,白色胶状,强酸制弱酸,2,性,质,白色粉末，难溶,弱酸性,不能使指示剂变色,脱水形成,硅胶,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,（用作干燥剂）,原理,思考：,二氧化硅不溶于水，如何由二氧化,硅制取硅酸？,H,2,SiO,3,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+2H,2,O,不稳定性,H,2,SiO,3,SiO,2,+H,2,O,硅酸盐,-,多数不溶于水,1,、,硅酸盐化学式的氧化物表示,2,、,重要的硅酸盐,:,Na,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,易溶于水,其水溶液俗称,“,水玻璃,”,、,“,泡花碱,”,，常用于作粘合剂。,钠长石,:,NaAlSi,3,O,8,正长石,:,KAlSi,3,O,8,Na,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,水泥、玻璃、陶瓷,硅酸盐工业,以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业。,以,粘土,和,石灰石,为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量,石膏,，并研成细粉就得到普通水泥。,普通水泥的主要成分：,硅酸三钙（,3CaO,SiO,2,）,硅酸二钙（,2CaO,SiO,2,）,铝酸三钙（,3CaO,Al,2,O,3,）等。,一、水泥工业,2,、反应原理,1,、主要原料：,纯碱、石灰石和石英,3,、成份：,二、玻璃工业,Na,2,CO,3,+SiO,2,Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,CaCO,3,+SiO,2,CaSiO,3,+CO,2,高温,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,熔化在一起所得到的混合物。,4,、重要性质：,玻璃在常温下呈固态，没有固定的熔点，受热时在一定的温度范围内逐渐熔化,几种常见玻璃简介,普通玻璃,因混有铁的化合物显浅绿色,蓝玻璃,红玻璃,化学,仪器,玻璃,如试管等,光学仪器玻璃,如放大镜,钢化玻璃,光纤玻璃,在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。,把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大,46,倍，不易破碎。,光导纤维,：,1964,年,8,月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送,3,万门电话且中继距离长达,2050Km,，保密性能好。,钢化玻璃,玻璃纤维,防弹玻璃,光学玻璃,有色玻璃,陶器的制作工序：,了解,黏土,主要成分,:,硅酸盐,三,、,陶 瓷,主要原料,:,黏土,陶瓷骨骼,高速轴承,唐三彩,清代瓷器,本节内容小结,：,1.,硅,硅的存在,硅的化学性质,硅的用途,2.SiO,2,二氧化硅的化学性质,二氧化硅的用途,3.,硅酸盐及无机硅酸盐材料,