《5.3 无机非金属材料》教学课件02（含音频+视频）.pptVIP

第三节无机非金属材料【学习目标】1.知识技能：掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。了解硅、二氧化硅在信息技术材料科学领域中的应用。2.方法与过程：能归纳出相同类别物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质，通过“结构—性质—用途”的学习模式，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。3.情感态度与价值观：通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，激发学生对高科技的浓厚兴趣。一、硅与半导体材料晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔点高，硬度大。物理性质导电性介于导体和绝缘体之间——半导体物理性质1、硅的物理性质现代通讯和计算机技术发展迅猛，单就广泛应用于计算机领域的半导体材料来说，请回答：最早使用的半导体材料是什么？现代常用的半导体材料又是什么？半导体材料的发展史说明了人们在选择材料时注意什么？【问题1】【问题2】【问题3】材料的选择和广泛使用应该具备几个基本条件：来源丰富、生产工艺比较简单、比较经济以及相关的技术条件等。除了做半导体材料外，单质硅还可以制造哪些材料？【问题4】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。2、单质硅的主要用途【阶段小结】地处美国加州北部旧金山湾以南，早期以硅芯片的设计与制造著称，因而得名，后来硅谷成为世界各国高科技聚集区的代名词。自80年代后，世界各国都建立起自己的硅谷，如美国波士顿的“第二硅谷”、“日本硅谷”、“韩国硅谷”等。中国也不例外，有北京中关村硅谷、上海浦东硅谷和广东深圳硅谷，浙江杭州也有一个“天堂硅谷”。硅谷集成电路太阳能电池晶体管硅整流器变压器铁芯含硅15%硅铁合金硫酸工厂的耐酸设备含硅4%导磁性耐酸性非金属单质的化学通性与其他非金属单质反应与金属单质反应思考硅具备这些性质吗?你能写出Si与O2反应的方程式吗？交流研讨△Si+O2==SiO2说明：在常温下很稳定，不易与其他物质发生反应。在加热或高温条件下，硅能与某些非金属单质反应，如氧气、氯气。自然界中有没有游离态的硅存在呢？3、硅单质的化学性质思考硅的这些反应条件有何特点？能说明什么问题？高温Si+2Cl2==SiCl4【阶段小结】资料在线地球形成之初温度很高，使得硅只能以化合态存在；由于硅属于亲氧元素,一旦和氧结合就很难被还原，所以即便后来地球的温度下降了，硅也没能被还原成单质。硅的存在形态二氧化硅（SiO2）硅酸盐自然界中的存在形态化合态硅元素常以SiO2和硅酸盐的形式存在。你知道自然界或生活中含SiO2和硅酸盐的物质有哪些？【问题5】硅矿山石英、玻璃与陶瓷；玛瑙、水晶和砂石。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，约占地壳总量的90%以上。硅26.3%居第二位硅的工业制法工业上常以SiO2为原料来制取硅，试从氧化还原反应的角度分析，SiO2应与具有_______性的物质反应才能得到单质硅？还原SiO2+2C===Si+2CO↑高温氧化剂还原剂注意：1、条件是高温。2、碳被氧化为CO。3、制得的硅为粗硅。话说粗硅从电炉里诞生后，踌躇满志，心想，我得为人类做点事情。于是，他想到半导体材料需要他，便去应聘。不想，却被“半导体老总”拒之门外。粗硅十分苦闷，怎么也想不通自己为什么不被录用。同学们，你能帮粗硅分析一下原因吗？你能帮他竞聘成功吗？【问题6】“半导体老总”想录用99.999999%的高纯硅。粗硅：纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温SiCl4+2H2===Si+4HCl高温粗硅提纯三部曲：Si+2Cl2====SiCl4高温二、二氧化硅与光导纤维二氧化硅广泛存在于自然界中。沙子、石英、水晶的主要成分就是二氧化硅。1、SiO2的存在和物理性质：SiO2的物理性质：(1)无色晶体；(2)不溶于水；(3)熔点高