硅和二氧化硅的主要性质、用途.ppt

第一节 硅 无机非金属材料 【教学目标】 1、掌握硅的性质、用途。 2、掌握二氧化硅的组成、性质和用途。 【教学重点】 硅和二氧化硅的主要性质、用途。 一、单质硅与半导体材料 方法介绍： 研究物质主要从存在、结构、性质、制备、 用途等几个角度加以考虑。 观察硅单质的实物图片，并阅读教材P107--108第一 段，总结硅的物理性质。 硅 粉 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% 1、硅的存在： 自然界中的硅都以化合态存在。人工制得的硅单质 有晶体硅和无定形硅两种。 从组成角度看，晶体硅与无定形硅之间是什么关系？有相同关系的物质还有哪些？ 同素异形体；金刚石与石墨、C60，氧气与臭氧等。 2、硅单质的性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体材料。 物理性质 利用所学过非金属元素的性质及硅的原子结构示意图，预测硅的化学性质？　 硅的化学性质 　　硅的原子结构 碳原子既不易失去又不易得到电子,常温下化学性质不活泼，主要形成四价的化合物。那么硅呢？ 碳的原子结构 +14 2 8 4 化学性质 常温下，性质稳定，除氟气、氢氟酸、氢氧化 钠外，一般不反应。 加热下， Si+O2 = SiO2 了解： Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 2、硅的用途： 硅不但用于制造晶体管、集成电路， 还用于制造硅整流器和太阳能电池等。 此外，硅合金的用途也很广。如含硅4% 的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压 器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐 酸性,可用于制造耐酸设备。 3、硅的工业制法 制粗硅： SiO2 +2C ===Si + 2CO↑ 氧化剂：SiO2 得到电子发生还原反应 高温 还原剂： C 失去电子发生氧化反应 （粗硅） 小资料： 硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有 高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯： 提 纯： Si+2Cl2==SiCl4 （粗硅） SiCl4+2H2==Si+4HCl （高纯硅） 高温 高温 玛瑙 石英坩埚 水晶 玻璃 光 导 纤 维 二、二氧化硅与光导纤维 1、存在和组成： 　 从物质分类的角度，二氧化硅属于哪类物质？二氧化硅可能具有哪些性质？ 二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。 二氧化硅晶体是由氧原子和硅原子构成的 2、二氧化硅的性质 物理性质： 沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体． 化学性质： 酸性氧化物的通性： 与碱反应 SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物的反应 CaO＋SiO2 == CaSiO3 与部分盐反应 SiO2 + Na2CO3＝ Na2SiO3＋CO2 不与水反应 高温 高温 特性： 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 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? 常温下，与氢氟酸反应 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 提高：二氧化硅与二氧化碳的比较 二氧化碳CO2 二氧化硅SiO2 物质分类 与碱性氧化物反应 与碱反应 与水反应 与HF反应 均属于酸性氧化物 CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CaO＋SiO2 CaSiO3 高温 CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO