高中化学《无机非金属材料的主角硅》：课件三（19张PPT）（人教版必修1）

欢迎进入化学课堂 第一讲 无机非金属主角 硅 Si元素 硅在地壳中的含量仅次于氧 为26 3 全部以 态存在 硅元素位于元素周期表中的第 周期 族 其原子结构示意图 硅的原子结构示意图 其原子既不易失去又不易得到电子 主要形成四价化合物 1 Si在自然界中的存在形态 2 Si在自然界中的存在形式 3 Si在周期表中位于 4 C Si原子的最外电子层上有4个电子 画出C Si原子的结构简图 其原子既难失去电子又难得到电子 难于形成阴 阳离子 主要形成4价的化合物 SiO2和硅酸盐 C 2 4 4 Si 4 4 化合态 5 主要化合价 第IVA族第3周期 Si元素 一 SiO2及硅酸1 二氧化硅 是酸性氧化物 具有酸性氧化物的通性 高温 a 不能与水化合 b 与碱性氧化物化合 SiO2 CaOCaSiO3SiO2 Na2ONa2SiO3 C 与碱反应 SiO2 2NaOHNa2SiO3 H2O 注意 盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞 不能用玻璃塞 为什么 高温 与HF反应 SiO2 4HFSiF4 2H2O 注意 一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸 不能用玻璃试剂瓶 为什么 用于雕刻玻璃 弱氧化性 SiO2 2CSi 2CO 高温 Si CSiC 金刚砂 高温 SiO2 3CSiC 2CO 高温 SiO2 2MgSi 2MgO 高温 SiO2 4MgMg2Si 2MgO 高温 与Na2CO3等反应 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 高温 高温 制光导纤维 石英玻璃 石英钟表等 制造电子工业中的重要部件 光学仪器 高级工艺品 眼镜片 精密仪器 轴承 耐磨器皿等 制作装饰品 5 SiO2的用途与危害 在隧道开凿 石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘 人长期吸入含有二氧化硅的粉尘 就会患硅肺病 旧称矽肺 危害 用途 二氧化硅和二氧化碳的比较 CO2 SiO2 表示二氧化碳分子及其组成 表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比 气态 固态 很小 很大 可溶于水 不溶于水 很低 很高 高温 稳定 很稳定 CO2 H2O H2CO3 不反应 CO2 CaO CaCO3 SiO2 CaO CaSiO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 不反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 化学性质 高温 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 高温 高温 CO2 C 2CO 高温 SiO2 2C Si 2CO CO2 H2O Na2CO3 2NaHCO3CO2 H2O CaCO3 Ca HCO3 2 二氧化硅晶体结构 二氧化硅 109 28 180 在二氧化硅晶体中 一个硅原子跟4个氧原子结合 同时每个氧原子跟两个硅原子结合 实际上 二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1 2的比例所组成的立体网状结构的晶体 它的熔点 1723 沸点 2230 高 硬度大 不导电 难溶于一些常见的溶剂 Si O 二氧化硅晶体结构 2 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是SiO2的对应水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 是一种不溶性酸 是一种白色固体 其酸性比H2CO3还弱 1 制法 可溶性硅酸盐与酸反应 滴入酚酞后溶液变为红色 再滴入稀盐酸 溶液红色变浅至无色 同时有白色胶状沉淀产生 a Na2SiO3溶液呈碱性 b 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸 c 先形成硅酸溶胶 后形成硅酸凝胶 d 静置则形成硅酸沉淀 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 2 酸性太弱 只能与强碱发生中和反应H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不稳定 比H2CO3稳定 受热易分解 用H2CO3可制得H2SiO3 可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 3 硅酸钠 Na2SiO3 俗名叫泡花碱 白色固体 易溶于水 其水溶液俗名叫水玻璃 2 结构复杂 一般不溶于水 化学性质很稳定 1 由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 二 硅酸盐 先变干 后燃烧 仅变干 不燃烧 Na2SiO3溶液可作木材 纸张的防火剂 水玻璃是无色粘稠的液体 不能燃烧 不易被腐蚀 热稳定性强 可用作肥皂填料 木材 织物的防腐剂和防火剂 建筑 纸张的黏胶剂 2 氧化物化学式法 金属氧化物 低价 高价 二氧化硅 水 1 盐化学式法 如 Na2SiO3 CaSiO3 K2SiO3等 4 硅酸盐组成的表示方法 滑石 3MgO 4SiO2 H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 石棉 3MgO CaO 4SiO2 高岭石 黏土 Al2O3 2SiO2 2H2O 如 能表示成盐的形式吗 Si 109 28 返回 晶体硅的晶体结构与金刚石相似 也是由一个硅原子与4个硅原子结合形成正四面体 许多这样的正四面体向周围空间延伸形成空间网状的结构 但由于硅原子半径比碳原子半径大 所以 其熔沸点要比金刚石低 硬度要比金刚石小 1 晶体结构 三 硅单质 硅单质有晶体和无定形两种 晶体硅的结构跟金刚石相似 都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体 3 化学性质 常温下 硅的化学性质很稳定 除F2 HF和强碱外 硅不跟其它物质 如O2 Cl2 H2SO4 HNO3等 反应 晶体硅是带有金属光泽 灰黑色 硬而脆的固体 熔 沸点高 导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 2 物理性质 1 常温下能发生的反应Si 2F2 SiF4Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 生氢剂 4 用途 晶体硅可用来制造集成电路 晶体管 整流器等半导体器件和光电池 硅芯片是各种计算机 微电子产品的核心 硅还可以用于制造铝合金 铁合金等 5 硅的工业制法 高纯硅的一般纯度要求达到99 9999 甚至达到99 9999999 以上 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全