第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角——硅 PPT

1、你還知道你還知道哪些含硅哪些含硅的物質(zhì)？的物質(zhì)？ 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) 無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅硅硅的的廣廣泛泛存存在在元素周期表元素周期表第A族的二兄弟碳和硅豪門二杰碳元素碳元素硅元素硅元素形成了無數(shù)種構(gòu)成人類和其它形成了無數(shù)種構(gòu)成人類和其它地球生物等的有機(jī)物，地球生物等的有機(jī)物，“統(tǒng)治統(tǒng)治了有機(jī)界了有機(jī)界”。煤、石油等有機(jī)化產(chǎn)品和材料煤、石油等有機(jī)化產(chǎn)品和材料是現(xiàn)代化的基石是現(xiàn)代化的基石地殼質(zhì)量的約地殼質(zhì)量的約90%90%，構(gòu)成了地殼，構(gòu)成了地殼大部分巖石、沙子和土壤，大部分巖石、沙子和土壤， “統(tǒng)治了地殼統(tǒng)治了地殼”硅酸鹽工業(yè)的陶

2、瓷、玻璃、硅酸鹽工業(yè)的陶瓷、玻璃、水泥等使人類生活日新月異水泥等使人類生活日新月異一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合。硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合。所以在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以熔點(diǎn)很高的所以在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。氧化物及硅酸鹽的形式存在。（一）二氧化硅（一）二氧化硅（SiO2） SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅約占地殼是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的質(zhì)量的12，其存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大類，通稱硅石。，其存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大

3、類，通稱硅石。SiOSiO2 2的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：二氧化硅是堅(jiān)硬難熔的固體，不溶于水二氧化硅是堅(jiān)硬難熔的固體，不溶于水。 2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì) 二氧化硅是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不能與水反應(yīng)二氧化硅是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不能與水反應(yīng)生成硅酸。生成硅酸。 （1）高溫與堿性氧化物反應(yīng)）高溫與堿性氧化物反應(yīng) CaO + SiO2 = CaSiO3 （2）與強(qiáng)堿反應(yīng)）與強(qiáng)堿反應(yīng) 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O討論：為何實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？討論：為何實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ （3）與氫氟酸反應(yīng)（特

4、殊性）與氫氟酸反應(yīng)（特殊性） SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O （4）氧化性）氧化性SiO2 + 2 C = Si + 2CO高溫高溫 光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途二氧化硅的用途（二）硅酸（二）硅酸1、硅酸（、硅酸（H2SiO3） 硅酸是不溶于水的弱酸，酸性弱于碳酸。硅酸是不溶于水的弱酸，酸性弱于碳酸。 2、硅酸制法、硅酸制法：用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取。：用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取。 例：例：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3 H2SiO

5、3= SiO2 + H2OH2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3 + 2H2O思考：思考：SiO2不溶于水，如何用不溶于水，如何用SiO2來制取來制取H2SiO3 ？二、硅酸鹽二、硅酸鹽 1、 硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，在自然界分布極廣。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物，在自然界分布極廣。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物，一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。 最簡單又常用的硅酸鹽是硅酸鈉（最簡單又常用的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其），其水溶液稱為水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火劑及水溶液稱為水玻璃，可

6、以作肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑等。黏膠劑等。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)42 幾種硅酸鹽產(chǎn)品幾種硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷陶瓷、玻璃玻璃、水泥水泥，最重要，最重要的無機(jī)非金屬材料。的無機(jī)非金屬材料。用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2O OSiOSiO2 2實(shí)實(shí) 例：例：AlAl2 2（SiSi2 2O O5 5）（）（OHOH）4 4AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO2 22H2H2 2O Ol要領(lǐng)：兩邊原子個(gè)數(shù)守恒要領(lǐng)：兩邊原子個(gè)數(shù)守恒l格式：金屬氧化物、二氧化硅、水格式：金屬氧化物、二氧化硅、水l順序：金屬按活動(dòng)順序

7、表順序：金屬按活動(dòng)順序表練習(xí)：練習(xí)：K(Al3Si3O10)(OH)2三、硅單質(zhì)三、硅單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體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、沸點(diǎn)高、硬度大、熔、沸點(diǎn)高、硬度大3 3、晶體硅是良好的半導(dǎo)體、晶體硅是良好的半導(dǎo)體常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿外不跟其除氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿外不跟其他物質(zhì)如：氧氣、氯氣、硫酸等他物質(zhì)如：氧氣、氯氣、硫酸等起反應(yīng)，但在加熱情況下，硅也起反應(yīng)，但在加熱情況下，硅也能跟一些非金屬反應(yīng)。能跟一些非金屬反應(yīng)。1 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)2 2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(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+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2存在存在在自然界中，沒游離態(tài)的硅，以化合態(tài)存在。在自然界中，沒游離態(tài)的硅，以化合態(tài)存在。例如：硅酸鹽等，在地殼中含量居第二位。例如：硅酸鹽等，