无机非金属材料的主角——硅(共2课时).ppt

二氧化硅的用途——光导纤维 碳化硅（金刚砂） 具有特殊功能的含硅物质 分子筛 硅橡胶 氧化铝的用途 氮化铝的用途 新型无机非金属材料： 透明氧化铝陶瓷 高压钠灯 人造骨头 原始陶瓷大约一万年前出现在中国。“陶”作为历 史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的标志。 享有盛誉的中国古代陶瓷 陶缸（新时器时代） 三彩马 钧瓷（宋） 青花瓷盖罐（明） 1）单质硅分为晶体硅和无定形硅； 2）晶体硅是灰黑色，有金属光泽， 硬而脆的固体； 3）晶体硅熔沸点高、硬度大； 4）晶体硅是良好的半导体。 晶体硅 单晶硅 单质硅 三、硅单质 1、硅的物理性质 Si 109o28 晶体硅的结构 晶体硅的晶体是正四面体结构，由于硅原子半径比碳原子半径大，故其熔沸点要比金刚石低，硬度要比金刚石小。 * 第四章 非金属及其化合物 第1节 无机非金属材料的主角——硅 第1课时 你见过“硅”吗？ 硅的存在 * 1、地壳中各元素的含量：硅居第二位（26.3% ）。 2、自然界中，无游离态硅，硅以化合态形式存在。几乎全是SiO2和硅酸盐，存在于各种矿物和岩石中。 ●硅的基本概况 3、硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分。 对比分析碳和硅的原子结构 碳原子结构示意图 硅原子结构示意图 硅和碳一样，其原子既不易失电子也不易得电子，化学性质不活泼，硅主要形成四价的化合物。其中二氧化硅是硅最重要的化合物。 石英 水晶 沙子 玛瑙 天然二氧化硅--硅石 ——二氧化硅的存在 ●二氧化硅 你见过SiO2吗？请根据你的了解，说说它们的用途。 合作与交流 活动一 请你根据SiO2的存在形式和用途总结其物理性质。 熔点高、硬度大、难溶于水 玛瑙手镯 化学仪器 石英坩埚 石英钟表 （2）二氧化硅的晶体结构 CO2的晶体结构 SiO2的晶体结构 SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。 SiO2不是分子式，而是化学式（晶体中原子个数最简单的整数比）。 180o 109o28′ Si O 空间结构：立体网状结构 结构单元：正四面体 SiO2是化学式不是分子式。 熔沸点高 化学性质稳定 ★SiO2与CO2的物理性质比较 大 —— 硬度 物 质 二氧化碳（CO2） 二氧化硅（SiO2） 溶解度 体积比1:1溶于水 熔点 -56.6℃ 1723℃ 沸点 -78.48℃ 2230℃ 不溶于水 类比学习 活动二 从物质的分类角度来看，CO2和SiO2属于哪类物质？ 回忆CO2的化学性质，尝试推测SiO2的化学性质。 二氧化碳具有哪些化学性质呢? 温故知新 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 △ 类比学习：化学性质 ②与C的反应 SiO2+ 2C == Si + 2CO↑ 高温 ③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。 ④ SiO2不溶于水，不能与水反应生成硅酸。 HF是唯一可以与SiO2 发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃。 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O ⑤与HF的反应（ SiO2的特性） 思考.讨论 （1）雕花玻璃上的“花”是怎样绘上去的？请用化学方程式进行说明。 （2）实验室如何保存氢氟酸？ SiO2 + 4HF == SiF4↑+ 2H2O 雕刻精美的玻璃 硅酸的制备及性质探究 活动三 硅酸(H2SiO3)能通过SiO2与水反应制得吗？为什么？ 能否通过可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与酸反应制得？ 请你以SiO2为起始原料，设计一个实验方案制备硅酸。(其它试剂自选) Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl SiO2 + 2NaOH = N