硅和二氧化硅精选.ppt

第一节 无机非金属材料的主角—硅 黄山 泰山 塔克拉玛干大沙漠 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，约占地壳总量的90%以上。 岩石 沙子 土壤 【课前热身】 ①在地壳中硅的含量在所有元素中居第 位，仅次于 ，它们构成了地壳的基本骨架。 ②自然界中不存在硅单质，硅全部以 态存在。 ③硅是一种 元素，主要是以熔点很高的 及 的形式存在。 　碳的原子结构示意图为 ，硅原子的原子结构示意图为 ，硅与碳一样，既不易 失去也不易得到电子，主要形成 价的化合物。 2 氧 化合 氧化物 硅酸盐 亲氧 Si +14 8 4 2 +6 4 2 +4 一、硅单质 1、硅的结构及物理性质 ①单质硅有 和 两种，晶体硅的结构类似于金刚石，为 结构。 ②晶体硅是有 光泽的 色固体，熔点 、硬度 、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的 材料。 晶形 无定形 正四面体 金属 灰黑色 高 大 半导体 2、硅的化学性质（亲碱亲氟） 硅的化学性质比较稳定。 ①与非金属反应： 常温下，硅与F2反应: 加热下，硅与O2反应： ②与氢氧化钠溶液反应： ③与氢氟酸（唯一能反应的酸）反应： Si＋2F2＝SiF4 Si＋O2＝SiO2 △ 2Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3 ＋2H2↑ Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2 ↑ 3、硅的主要用途 半导体材料、计算机硅芯片、硅太阳能电池 4、高纯硅的制法（课本P81) (1)SiO2+2C ＝ Si（粗）+2CO (2)Si（粗）+2Cl2＝SiCl4 SiCl4 +2H2 ＝ Si+4HCl 高温 高温 △ 课堂练习见学案 二、二氧化硅（ SiO2) 1：存在与结构 SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。 天然的SiO2 （硅石） 结晶形（石英晶体） { 水晶 玛瑙 存在 硅酸盐 无定形——硅藻土 无色透明 彩色环带或层状 1：存在与结构 二氧化硅是以Si为中心，O在4个顶角上的[SiO4 ]正四面体，立体网状结构的原子晶体。 每个Si周围结合4个O，每个O周围与2个Si结合。没有单个SiO2 分子存在，只存在硅氧原子，Si:O比例：1：2 2、二氧化硅的用途 ①水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。 ②SiO2可制光导纤维。 ③石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。石英砂常作玻璃原料和建筑材料。 3、二氧化硅的性质： （1）物理性质： 熔点高，硬度大，不溶于水. (P76) （2）化学性质 化学稳定性：化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其它酸反应，可以与强碱反应，属于酸性氧化物。 ①酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐 SiO2+ CaO == CaSiO3 高温 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？ 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 硅酸钠，水溶液俗名“水玻璃”，具有黏性，可用作粘合剂，也可用来制备硅胶和木材防火剂等。 与强碱反应生成盐和水 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O CO2+ CaO == CaCO3 CO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2O CO2 + H2O = H2CO3 CO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 CO2+ C == 2CO △ SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃 ② 特性 常温与HF:（SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸） ③与C的反应 SiO2+ 2C == Si + 2CO↑ 高温 与某些盐的反应 SiO2+ Na2CO3 == Na2SiO3 + CO2↑ 高温 SiO2+ CaCO3 == CaSiO3 + CO2↑ 高温 反应原理：高沸点物质制低沸点物质。 SiO2不溶于水，不能与水反应