硅 無機非金屬材料課件(魯科版必修1)1

1、 光導纖維光導纖維1 1、只有化合態(tài)，無游離態(tài)；在地殼、只有化合態(tài)，無游離態(tài)；在地殼中含量居第二位。中含量居第二位。2 2、兩種同素異形體：晶體硅和無、兩種同素異形體：晶體硅和無定行硅。定行硅。3 、導電性介于導體和絕緣體之間。、導電性介于導體和絕緣體之間。硅單質(zhì)的圖片硅單質(zhì)的圖片:一、認識硅一、認識硅1、單質(zhì)硅的物理性質(zhì)單質(zhì)硅的物理性質(zhì)灰黑色灰黑色 硬而脆硬而脆有金屬光澤的固體有金屬光澤的固體熔點、沸點高熔點、沸點高硬度大，是良好的半導體材料硬度大，是良好的半導體材料最外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)是4 4，碳也是。，碳也是。思考思考2 2：碳、硅原子主要顯幾價？碳、硅原子主要顯幾價？正四價（正四

2、價（+4+4價）價） 思考思考1 1：硅原子原子核外電子排布情況是怎樣的？硅原子原子核外電子排布情況是怎樣的？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？2 2、化學性質(zhì)：、化學性質(zhì)：常溫下常溫下不活潑不活潑(1)(1)常溫下：常溫下：( (知識介紹）知識介紹）Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4 Si+4HF=SiF Si+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2Si+ 2NaOH + HSi+ 2NaOH + H2 2O = NaO = Na2 2SiOSiO3 3 + 2H+ 2H2 2注：其它氧化劑，如注：其它氧化劑，如ClCl2 2

3、、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、 HNOHNO3 3等等常溫常溫下都不與硅起反應。下都不與硅起反應。Si+2Cl2=SiCl4Si+2H2=SiH4高溫高溫3.用途用途 晶體硅的導電性介于導體和半導體之間晶體硅的導電性介于導體和半導體之間,是是良好的良好的半導體材料半導體材料,硅是信息技術的關鍵材料硅是信息技術的關鍵材料硅太陽能電池硅太陽能電池電腦的中央處理器（電腦的中央處理器（CPU）4 4、工業(yè)制粗硅：、工業(yè)制粗硅：粗硅提純粗硅提純 Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HClSiOSiO2 2

4、+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高溫高溫高溫高溫高溫高溫二氧化硅廣泛存在二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了他礦物共同構(gòu)成了巖石。天然二氧化巖石。天然二氧化硅也叫硅石，是一硅也叫硅石，是一種堅硬難熔的固體種堅硬難熔的固體。硅石硅礦山硅石硅石晶體（石英）晶體（石英）無定形（硅藻土）無定形（硅藻土）水晶水晶瑪瑙瑪瑙 石英是結(jié)晶的二氧化硅，包括水晶（無石英是結(jié)晶的二氧化硅，包括水晶（無 色透明）和瑪瑙（彩色）。沙子中含有小色透明）和瑪瑙（彩色）。沙子中含有小粒的石英晶體。粒的石英晶體。（一）（一） SiOSiO2 2水晶水晶晶體二氧化硅晶體二氧化硅硅藻土硅藻土由硅

5、藻的細胞壁沉積形成，呈淺黃色或淺灰色，由硅藻的細胞壁沉積形成，呈淺黃色或淺灰色，廣泛用做催化劑的載體及絕緣材料。廣泛用做催化劑的載體及絕緣材料。全國全國10個省個省(區(qū)區(qū))有硅藻土礦產(chǎn)出。有硅藻土礦產(chǎn)出。僅次于美國，居世界第僅次于美國，居世界第2位。在地區(qū)分位。在地區(qū)分 布上，以吉林最多，占全國儲量的布上，以吉林最多，占全國儲量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。云南、福建、河北等地次之。無定形二氧化硅無定形二氧化硅 純的二氧化硅是無色純的二氧化硅是無色、堅硬難堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大。溶于水，硬度比較大。1.1.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：二、

6、二氧化硅二、二氧化硅 二氧化硅二氧化硅SiOSiOSiO2 2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定 2.2.化學性質(zhì)化學性質(zhì)不與水反應不與水反應SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高溫高溫是酸性氧化物是酸性氧化物具有酸性氧化物的通性，與堿及堿性氧化物反應具有酸性氧化物的通性，與堿及堿性氧化物反應 實驗室盛裝實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？為什么嗎？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液反溶液反應生成粘稠的

7、應生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起。口粘在一起。Na2SiO3俗稱俗稱“泡花堿泡花堿”，易溶于水，其水溶液俗名易溶于水，其水溶液俗名“水玻璃水玻璃”，是，是一種礦物膠，可做黏合劑。一種礦物膠，可做黏合劑。 不與酸反應（除氫氟酸以外）不與酸反應（除氫氟酸以外）SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O在高溫下與碳酸鹽的反應在高溫下與碳酸鹽的反應SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3高溫高溫SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3高溫高溫你知道嗎？你知道嗎？玻璃花雕刻工藝和我們化學有什么深厚的合作玻璃花雕刻工藝和我們化學有什么深厚的

8、合作關系？關系？ 弱氧化性弱氧化性SiO2 +2C = Si + 2CO 高溫高溫工業(yè)上用此反應制備粗硅，這就是工業(yè)上用此反應制備粗硅，這就是“從沙灘從沙灘到用戶到用戶”！3 3、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途 由于由于SiOSiO2 2具有優(yōu)良的物理化學性能，加上具有優(yōu)良的物理化學性能，加上SiOSiO2 2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應用。人類廣泛地應用。 石石 英英 制制 品品硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成干膠，稱為硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠硅膠”。硅膠多孔，吸附水份能力強，常用作實驗硅膠多孔，吸附水份能力強，常用作實驗室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，也室和袋裝食品，瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。可以用作催化劑的載體。硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢？比較如何呢？實驗：實驗：將將CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中現(xiàn)象：現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成透明的硅酸凝膠生成方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO