第四章第一节无机非金属材料.ppt

第四章第一节无机非金属材料的主角——硅（1、2） 第一 、二课时 第一课时 （一）、硅元素在自然界中的存在和含量 （二）、硅元素的位置与结构 一、二氧化硅和硅酸 1.二氧化硅的结构和性质 2.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途 3.探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实 通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在吗？ 1.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤 2.地壳中的含量:排在第二位,氧的后面. 你能画出碳和硅原子结构示意图，并归纳出硅与碳在元素周期表中的位置与结构吗？ 一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅（ SiO2） 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? 小结: 1.介绍了硅元素在自然界中的存在和含量，从硅元素的位置与结构推知其亲氧性存在的两种化合物———二氧化硅和硅酸。 2.二氧化硅的结构和性质 3.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途 4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实 作业: 课本P691.2 第二课时 二、硅酸盐 1.硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品 2.硅酸钠的性质和用途 3.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊的原因。 三、硅单质 硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途 二、硅酸盐 小结: 1.介绍了硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品. 2.硅酸钠的性质和用途 3.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途 4.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊的原因。 作业: 课本P69 3、4 陶瓷机械零件 三、硅单质（Si） 2、物理性质： 3、化学性质 有金属光泽的灰黑色固体，熔点 高，硬度大。 1、存在形式 { 晶体硅 无定形硅 你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化学性质 ②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。 ①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。 Si＋2F2＝SiF4 Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ Si＋O2 SiO2 工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅 SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ① ，又能跟氯气反应经提纯得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅：Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ② ，SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl③。根据以上反应回答下列问题： （1）反应①中焦炭做（ ） A.还原剂 B.氧化剂 C.二者都不是 （2）反应 ②属于（ ），反应③ 属于（ ） A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应 4、硅的工业制备 A A E 5、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料信息技术等材料和人造卫星、登月车、火星探测器等动力设备新能源。 硅太阳能电池 硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心 * * 3.自然界硅存在的形态 :硅无游离态单质状态 只有化合态：常常有硅的氧化物和硅酸盐 (一)硅元素在自然界中存在和含量 (二) 硅的位置与结构 碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期表中的第四主族,最外层有四个电子，既不易失去电子，也不易得到电子。所以硅的化学性质不如碳活泼,主要形成四价化合物，碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同。 C Si (1)二氧化硅存在 结晶形（石英晶体） 无定形——硅藻土 { 水晶 玛瑙 每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角. 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。 硅原子—— [SiO2]四面体 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用SiO2来表示 二氧 化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式 （二）二氧化硅的结构 根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质你能否判断其有何物理和化学性质及用途呢？ 主要用作装饰、石英坩埚、光纤 现代通信用光缆 光学纤维胃镜 用光导纤维做 无开刀手术 光导纤维手术头灯 化 学 性 质 用 途 与酸反应 与碱性氧化物反应 与碱反应 与水反应 物理性质 状态 二氧化硅 二氧化碳 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3 不反应 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋CaO=CaSiO3 固 态 熔点低 气