必修1-4-1 硅 無機(jī)非金屬材料1

1、從導(dǎo)電性分：從導(dǎo)電性分：構(gòu)成它們的材料有：塑料、橡膠、金屬、木材、棉構(gòu)成它們的材料有：塑料、橡膠、金屬、木材、棉花、沙子、石頭、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等花、沙子、石頭、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等等從來源分類：從來源分類：天然材料、人工合成材料天然材料、人工合成材料無機(jī)材料、有機(jī)材料；金屬材料、無機(jī)材料、有機(jī)材料；金屬材料、非金屬材料；非金屬材料；導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、絕緣體材料導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、絕緣體材料從物質(zhì)類別分：從物質(zhì)類別分： 豐富多彩的物質(zhì)世界，如各種日常生活用品，工農(nóng)業(yè)設(shè)豐富多彩的物質(zhì)世界，如各種日常生活用品，工農(nóng)業(yè)設(shè)施，建筑，交通工具等等，你知道構(gòu)成它們的材料有哪些？施，建筑，

2、交通工具等等，你知道構(gòu)成它們的材料有哪些？請你分別站在不同的角度，對它們進(jìn)行分類。請你分別站在不同的角度，對它們進(jìn)行分類。硅的化合物構(gòu)成了地殼中大部分硅的化合物構(gòu)成了地殼中大部分的巖石的巖石、沙子和土壤沙子和土壤, ,約占地殼質(zhì)約占地殼質(zhì)量的量的90%90%以上以上. .氧氧48.6%硅硅26.3%鋁鋁硅的存在硅的存在鐵鐵1存在形態(tài)存在形態(tài)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素僅有化合自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。硅和無定形硅兩

3、大類。2單質(zhì)的性質(zhì)與用途比較單質(zhì)的性質(zhì)與用途比較Si2Cl2 SiCl42CSiO2 Si2CO與與酸酸反反應(yīng)應(yīng)與濃與濃H2SO4、濃、濃HNO3反應(yīng)：反應(yīng)：與氫氟酸的反應(yīng)：與氫氟酸的反應(yīng)：Si4HF=SiF42H2C2H2SO4(濃濃) CO22SO22H2O，C4HNO3(濃濃) CO24NO22H2O 歸納歸納11半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅 1.1.硅的存在和單質(zhì)硅的物理性質(zhì)：硅的存在和單質(zhì)硅的物理性質(zhì)： 硅在地殼含量居第二位，主要以硅石或硅酸鹽形式存在。硅在地殼含量居第二位，主要以硅石或硅酸鹽形式存在。單質(zhì)硅有晶體硅和無定型硅兩種單質(zhì)硅有晶體硅和無定型硅兩種. .晶體硅是灰黑

4、色、有金屬光晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。澤、硬而脆的固體，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2硅的化學(xué)性質(zhì)：硅的化學(xué)性質(zhì)： 常溫下不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，一般不與其常溫下不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，一般不與其他物質(zhì)反應(yīng)。加熱條件下，可與氧氣反應(yīng)。他物質(zhì)反應(yīng)。加熱條件下，可與氧氣反應(yīng)。 Si + O2 = SiO2 加熱加熱3硅的工業(yè)制法：硅的工業(yè)制法： 工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原SiO2得到含有少量雜質(zhì)的得到含有少量雜質(zhì)的粗硅后再提純。粗硅后再提純。SiO2 + 2C = Si + 2CO高溫高溫-作半導(dǎo)體材料；制造

5、太陽能電池；制造硅合金等。作半導(dǎo)體材料；制造太陽能電池；制造硅合金等。太陽能電池太陽能電池單晶硅及拋光硅單晶硅及拋光硅片片4.硅的主要用途硅的主要用途1、存在形態(tài)、存在形態(tài) 天然二氧化硅約占地殼總質(zhì)量天然二氧化硅約占地殼總質(zhì)量12%，存在形存在形態(tài)主要有態(tài)主要有：結(jié)晶型和無定型，統(tǒng)稱：結(jié)晶型和無定型，統(tǒng)稱“硅硅石石” 。石英。石英晶體是結(jié)晶的晶體是結(jié)晶的SiO2。具有不同的晶形和色彩，石英。具有不同的晶形和色彩，石英中無色透明的晶體就是通常說的中無色透明的晶體就是通常說的水晶水晶，具有彩色環(huán)，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為帶狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙?，旇?。二、二氧化硅二、二氧化硅瑪瑪 瑙瑙2. 物理性質(zhì)

6、物理性質(zhì): 難溶于水的固體、硬度大、熔點(diǎn)高。難溶于水的固體、硬度大、熔點(diǎn)高。光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維石英坩堝石英坩堝二氧化硅的用途二氧化硅的用途玻 璃陶 瓷二氧化硅的用途二氧化硅的用途制晶體硅制晶體硅石英坩堝石英坩堝光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維石英手表石英手表光學(xué)儀器光學(xué)儀器耐磨器皿耐磨器皿SiO2精密儀器軸承精密儀器軸承3化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與堿與堿: SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O與堿性氧化物與堿性氧化物: SiO2 + CaO = CaSiO3高溫高溫SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O具有具有酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性常溫下非常穩(wěn)定常溫下非常穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶

7、液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？ 想一想想一想這些漂亮玻璃杯圖案是怎么雕刻上去的呢？ 用途用途：在玻璃上雕花刻字：在玻璃上雕花刻字制造電子元器件、光學(xué)儀器、精密儀器軸承、光導(dǎo)纖維、制造電子元器件、光學(xué)儀器、精密儀器軸承、光導(dǎo)纖維、石英鐘、工藝品、玻璃等。石英鐘、工藝品、玻璃等。光導(dǎo)纖維制成的光導(dǎo)纖維制成的各種各種醫(yī)用內(nèi)窺鏡手術(shù)器具醫(yī)用內(nèi)窺鏡手術(shù)器具海底光導(dǎo)纖維電纜。海底光導(dǎo)纖維電纜。左：淺海用；左：淺海用；右：深海用右：深海用4 4二氧化硅的用途二氧化硅的用途海底光導(dǎo)纖維海底光導(dǎo)纖維電纜深海實(shí)驗(yàn)電纜深海實(shí)驗(yàn)?zāi)M器模擬器石英鐘石英鐘可彎曲可彎曲 超彈性玻璃

8、超彈性玻璃玻璃纖維增強(qiáng)塑料制玻璃纖維增強(qiáng)塑料制作的登山用破冰斧作的登山用破冰斧性能好，抗電磁干擾保密性強(qiáng)，性能好，抗電磁干擾保密性強(qiáng)，能防竊聽，不發(fā)生電輻射能防竊聽，不發(fā)生電輻射每公里每公里20萬元萬元成本低，每公里成本低，每公里1萬元左右萬元左右每公里每公里1.6t質(zhì)量小，每公里質(zhì)量小，每公里27g，不怕腐蝕，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便鋪設(shè)方便資源較少資源較少原料來源廣（石英），原料來源廣（石英），節(jié)約有色金屬節(jié)約有色金屬8管同軸電纜每條通管同軸電纜每條通話話1800路路信息量大，每根光纖理論上可同信息量大，每根光纖理論上可同時(shí)通過時(shí)通過10億路電話億路電話普通電纜普通電纜光纖光纜光纖光纜不抗電磁干

9、擾不抗電磁干擾發(fā)生電輻射發(fā)生電輻射1.下列關(guān)于硅的說法不正確的是（下列關(guān)于硅的說法不正確的是（ ）A.硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)D.當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)2.地殼中含量占第一、二位的元素之間形成的化合物不具地殼中含量占第一、二位的元素之間形成的化合物不具有的性質(zhì)是（有的性質(zhì)是（ ）A.常溫下與水反應(yīng)生成酸常溫下與水反應(yīng)生成酸 B.常溫下能與苛性鈉反應(yīng)常溫下能與苛性鈉反應(yīng)C.高溫下能與高溫下能與CaO反應(yīng)反應(yīng) D.常溫下能與氫氟酸反應(yīng)常溫下能與氫氟酸反應(yīng)CA3. 下列物質(zhì)中，不與水反應(yīng)的是（下列物質(zhì)中，不與水反應(yīng)的是（ ）A.SiO2 B.CO2 C.SO2 D.CaO4. 下列物質(zhì)中，能直接用作半導(dǎo)體材料的是（下列物質(zhì)中，能直接用作半導(dǎo)體材料的是（ ）A.金剛石金剛石 B.石墨石墨 C.硅硅 D.鉛鉛5. 不能通過化合反應(yīng)制取的物質(zhì)是（不能通過化合反應(yīng)制