山東省冠縣一中高一化學(xué) 無(wú)機(jī)非金屬（第一課時(shí)）課件

1、第四章第四章非金屬及其化合物非金屬及其化合物第一節(jié)第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料的主角的主角硅（硅（1）地殼中第二，為地殼中第二，為26.3%，占地，占地殼質(zhì)量的殼質(zhì)量的90%以上以上地球生物生存的根基地球生物生存的根基硅酸鹽、空氣、水、陽(yáng)光硅酸鹽、空氣、水、陽(yáng)光硅的存在與分布硅的存在與分布存在：硅是親氧元素，沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)（以存在：硅是親氧元素，沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)（以氧化物和硅酸鹽的形式存在）氧化物和硅酸鹽的形式存在）分布：自然界中分布廣泛，是構(gòu)成礦物和巖石的基本分布：自然界中分布廣泛，是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素。元素。圖圖 4-1 4-1 硅的廣泛存在硅的廣泛存在硅和碳硅和

2、碳一樣一樣, ,其原子其原子既不易失去電子，也不易得到電既不易失去電子，也不易得到電子，子，所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑, ,主要形成主要形成四價(jià)化合物四價(jià)化合物CSi碳碳是構(gòu)成有機(jī)物是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素的主要元素硅硅是構(gòu)成巖石和許是構(gòu)成巖石和許多礦物的主要元素多礦物的主要元素從從原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)硅認(rèn)識(shí)硅硅有硅有晶體硅晶體硅和和無(wú)定形硅無(wú)定形硅兩種同素異形體兩種同素異形體1 1、灰黑色，有金屬光澤，硬而、灰黑色，有金屬光澤，硬而 脆的固體脆的固體2 2、熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)高、硬度大硅的化學(xué)性質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑不活潑，常溫下，與常溫下，與氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿氫氟酸、氟氣、強(qiáng)

3、堿反應(yīng)。反應(yīng)。加熱情況下，也能跟一些非金屬加熱情況下，也能跟一些非金屬(Cl2 O2)反應(yīng)。反應(yīng)。一、硅單質(zhì)一、硅單質(zhì)1 1、與氟氣反應(yīng)：、與氟氣反應(yīng)：2 2、與氫氟酸反應(yīng)：、與氫氟酸反應(yīng)：3 3、與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：、與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：4 4、與氯氣反應(yīng)：、與氯氣反應(yīng)：5 5、與氧氣反應(yīng)、與氧氣反應(yīng)Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2高溫高溫5.5.用途用途晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間, ,是良好的是良好的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料, ,硅是信息技術(shù)的

4、關(guān)硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料鍵材料. .硅太陽(yáng)能電池硅太陽(yáng)能電池電腦的中央處理器（電腦的中央處理器（CPU）純硅的制備純硅的制備課本課本P81 9T結(jié)晶形（石英晶體）結(jié)晶形（石英晶體）無(wú)定形無(wú)定形硅藻土硅藻土水晶水晶瑪瑙瑪瑙二、二、 二氧化硅二氧化硅（ SiO2 ）1 1、存在、存在: :硅石硅石無(wú)色透明無(wú)色透明彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝钏К旇iO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。結(jié)結(jié)晶的晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石。 每每1個(gè)個(gè)Si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合4個(gè)個(gè)O原子，原子，Si在中心在中心,O在四個(gè)頂角。在四個(gè)

5、頂角。 同時(shí)每同時(shí)每1個(gè)個(gè)O原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合2個(gè)個(gè)Si原子相結(jié)合。原子相結(jié)合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2：1，用，用SiO2來(lái)表示來(lái)表示二氧化硅的組成二氧化硅的組成,表示表示O與與Si的原子個(gè)數(shù)比的原子個(gè)數(shù)比,不是分子式是化學(xué)式。不是分子式是化學(xué)式。SiOSiO4 4 四面體結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了構(gòu)決定了SiOSiO2 2具有優(yōu)具有優(yōu)良的物理和良的物理和化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2 2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 思考題思考題 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A . SiOA . SiO2 2 是二氧化硅的化學(xué)式是二氧化硅的化學(xué)

6、式 B . SiOB . SiO2 2 晶體是由晶體是由SiSi和和O O按按1:21:2的比例所的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 C .SiOC .SiO4 4 四面體只存在于二氧化硅晶四面體只存在于二氧化硅晶體中體中D . D . 沙子里含無(wú)定形二氧化硅沙子里含無(wú)定形二氧化硅 E . E . 石英就是水晶石英就是水晶 F . SiOF . SiO2 2 從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著，從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著，是因?yàn)槭且驗(yàn)镾iOSiO2 2 的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然界的廣泛存在界的廣泛存在CDE物理性質(zhì)物理性質(zhì):_化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性:_通常條

7、件下，很穩(wěn)定通常條件下，很穩(wěn)定硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水3 3、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)（、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)（通常很不活潑通常很不活潑）1、具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性（1）與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水）與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水（2）與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽）與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽（有粘性，其溶液俗稱水玻璃有粘性，其溶液俗稱水玻璃）實(shí)驗(yàn)室盛裝實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOHNaOH溶液的試劑溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞瓶用橡膠塞而不用玻璃塞 NaOHNaOH溶液能與玻璃中的溶液能與玻璃中的SiOSiO2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶，使瓶塞部分粘結(jié)而無(wú)法打開。

8、因塞部分粘結(jié)而無(wú)法打開。因此盛裝此盛裝NaOHNaOH溶液的試劑瓶不溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。能用玻璃塞而要用橡膠塞。SiF42H2O此反應(yīng)常用于雕刻玻璃此反應(yīng)常用于雕刻玻璃思考思考: :實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？ HFHF能腐蝕玻璃能腐蝕玻璃. .因此，盛裝因此，盛裝氫氟酸氫氟酸不能用玻不能用玻璃試劑瓶而要用璃試劑瓶而要用塑料瓶塑料瓶。 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 狀狀 態(tài)態(tài) 氣氣 態(tài)態(tài) 固固 態(tài)態(tài)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn) 硬度硬度熔沸很低熔沸很低熔點(diǎn)高，硬度大熔點(diǎn)高，硬度大水水 溶溶 性性 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水化

9、化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)與與 酸酸 用用 途途人工降雨，滅火人工降雨，滅火,飲料等飲料等P75, 圖圖45與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿性氧化物與堿性氧化物反應(yīng)反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反應(yīng)不能反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能與氫氟酸反應(yīng)能與氫氟酸反應(yīng)二氧化硅和二氧化碳的性質(zhì)比較二氧化硅和二氧化碳的性質(zhì)比較4 4、SiOSiO2 2的用途的用途現(xiàn)代通信用現(xiàn)代通信用光纜光纜光學(xué)纖維光學(xué)纖維胃鏡胃鏡用用光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維做做無(wú)開刀手術(shù)無(wú)開刀手術(shù)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈手術(shù)頭燈光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維三三、硅酸

10、（、硅酸（H2SiO3） H2SiO3是是SiO2的對(duì)應(yīng)水化物（的對(duì)應(yīng)水化物（ SiO2 是是H2SiO3的酸酐），是一種不溶性酸，是一的酸酐），是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比種白色固體，其酸性比H2CO3還弱。還弱。（1）制法）制法可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論化學(xué)方化學(xué)方程式程式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生液紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a、Na2SiO3溶液呈堿性，溶液呈堿性，b、可溶性硅酸、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則、靜置則形成硅酸沉淀。形成硅酸沉淀。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-1Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（2）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng) H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（3）不穩(wěn)定（比）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易穩(wěn)定），受熱易分解分解 用用H2CO3可制得可制得H2SiO3 ，可證明，可證明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O