《第一节无机非金属材料的主角——硅》概要.ppt

2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 无机非金属材料 硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 三、硅酸盐工业 （1）玻璃 普通玻璃:以纯碱(Na2CO3)、石灰石和石英(SiO2)为原料 Na2CO3+SiO2 ==== Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==== CaSiO3+CO2↑ ②主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 (Na2O?CaO?6SiO2) ①有关反应的化学方程式： 高温 高温 五、硅酸盐工业 以黏土和石灰石为主要原料 主要成分：硅酸铝 （2）水泥 （3）传统硅酸盐陶瓷： 传统硅酸盐陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结而成。日常生活中常见的陶瓷有日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等。 （4）具有特殊功能的含硅物质： ①碳化硅 （SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。 ②硅钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。 ③硅橡胶 最好的既耐高温又耐 低温的橡胶。 ④分子筛 具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。 硅酸盐 t 传统无机非金属材料： 陶瓷、玻璃、水泥 新型无机非金属材料： 新型陶瓷 高温结构陶瓷、压电陶瓷 透明陶瓷、超导陶瓷等 新型无机非金属材料： 1、新型无机非金属材料的特征： （1）耐高温、强度高； （2）具有电学性质； （3）具有光学性质； （4）具有生物功能； 1、硅的工业制法 粗硅： 纯硅： 2C+ SiO2=== Si(粗)+2CO↑ 高温 Si(粗)+2Cl2====SiCl4 SiCl4+2H2===Si(纯)+4HCl 高温 四、硅单质 四、硅单质 2、硅的种类、结构、物理性质 单质硅有晶体和无定形两种。 晶体硅的结构与金刚石类似，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性。 3、化学性质 四、硅单质 Si + O2 === SiO2 Si+4HF==SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2↑ 4、用途 ①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 ②利用硅的半导体性能，制成光电池 ，将光能转化为电能。 四、硅单质 电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。 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 无机非金属材料的主角——硅（第一课时） 地球生物生存的根基——空气、水、阳、 硅酸盐 C、Si 的原子结构示意图。 +14 +6 C Si 碳、硅原子既不易失去又不易得到电子，主要形成四价的化合物。 非金属性：C Si 硅元素在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。硅是一种亲氧元素,在自然界没有游离态，只有化合态——主要以熔点很高的氧化物（二氧化硅）和硅酸盐的形式存在。 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，约占地壳质量的90%以上。 结晶形（石英晶体） 无定形——硅藻土 水晶 玛瑙 1、存在 硅石 无色透明 彩色环带或层状 水晶 玛瑙 一、二氧化硅 一、二氧化硅 用途：①以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料 ②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料 ③石英和玛瑙制作饰物和工艺品 一、二氧化硅 2、物理性质 固体、熔点高；硬度大；难溶于水 二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅的组成, 表示Si与O的原子个数比为1:2,所以不是分子式而是化学式。 [SiO4]四面体结构 立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理性质 一、二氧化硅 结构 SiO2的晶体结构图 一、二氧化硅 3、化学性质 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O ①酸性氧化物 SiO2＋ CaO = CaSiO3 高温 ②特性 与HF的反应 　　SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O　 （有黏性） 1.为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 玻璃中的SiO2 与NaOH 反应生成有黏胶性的硅酸钠 HF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。 3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物，是否正确? SiO2 CO2 物质 与碱性氧化物反应 与碱反应 与酸反应 与水反应 化 学 性 质 固体、熔沸点高、不溶于水 无色无味气体、熔沸点低、微溶于水 物理性质 CO2+ 2NaOH= Na2CO3+ H2O