碳族元素 三水中学.ppt

* 碳族元素 无机非金属材料 一、碳族元素 第IVA族 C 2 6 +2、+4 Si 3 14 +4 Ge 4 32 +2、+4 Sn 5 50 +2、+4 Pb 6 82 +2、+4 位于周期表里容易失去电子和容易得到电子的主族元素的中间位置，容易生成共价化合物。 硅和锗都是重要的半导体材料。 周期表的位置： 二、硅的性质和制备方法 （1）物理性质： 灰黑色，有金属光泽，硬而脆，熔点较高 沸点较高，半导体。 (2)化学性质 常温下能与氟、氢氟酸、强碱溶液反应。如： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3 +2H2 加热时，硅还能与氧气、氯气反应：Si+O2 ==SiO2 。 三、二氧化硅的性质 （3）制备与提纯 SiO2 + 2C==Si(粗硅)+2CO Si(粗硅) + 2Cl2==SiCl4 SiCl4 + 2H2==Si + 4HCl 高温 硅晶体的结构与金刚石的结构相似，但硬度及熔沸点不如金铡石 硅元素在地壳中的含量居第二位。 以化合态存在。(二氧化硅和硅酸盐) 二氧化硅(SiO2)是一种坚固难熔的固体和其它矿物构成多种岩石。 i、跟碱及碱性氧化物反应 SiO2 +2NaOH==Na2SiO3 +H2O (实验室里盛放碱液的试剂瓶常用橡皮塞，而不用玻璃塞。) ii、跟炭反应 SiO2 +2C==Si +2CO iii、跟碳酸盐起反应 SiO2 + CaCO3 == CaSiO3 + CO2 iv、跟氢氟酸反应 SiO2 + 4HF==SiF4 + 2H2O (氢氟酸用塑料瓶装，不能用玻璃瓶装) 天然二氧化硅 晶体(石英、水晶)——结构与金刚石相似 非晶体(硅藻土) (2)化学性质 水晶(电子工业、光学仪器和工艺品)；二氧化硅(光导纤维、石英玻璃)；石英砂(玻璃原料、建筑材料) 四、硅酸硅酸盐 硅酸不溶于水，是一种酸，它的酸性比碳酸还要弱。 Na2SiO3 + 2HCl+H2O == 2NaCl +H4SiO4 硅酸盐可以用金属氧化物的形式表示。 高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 (Al2O3·2SiO2·2H2O) 正长石 KAlSi3O8 Na2O·SiO2 水玻璃 (3)用途：石英、玛瑙、水晶 K2O·Al2O3·6SiO2 硅酸钠 Na2SiO8 五、无机非金属材料 材料 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 传统非金属材料 新型非金属材料 新型无机非金属材料：超导材料、光导纤维、高温结构材料 硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷 陶瓷：土器、瓷器、炻器 * * *