1.3.3預(yù)測硅及其化合物的性質(zhì)課件高一下學(xué)期化學(xué)

第1章原子結(jié)構(gòu)

元素周期律第3節(jié)

元素周期表的應(yīng)用

課時31.掌握硅元素及其化合物的性質(zhì)。2.了解元素周期表與元素周期律的應(yīng)用，建立“位—構(gòu)—性”關(guān)系應(yīng)用的思維模型。從山川大河到珠寶玉器，從世界上第一臺計算機到筆記本再到智能，人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，這些都要歸功于一種元素——硅。硅在地殼中的含量僅次于氧，硅的氧化物及其硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤?，旇?、水晶、計算機和的芯片、光導(dǎo)纖維、玻璃等都是以硅或硅的化合物為材料制成的。

對于陌生元素，我們可以借助于已知元素的認識，利用元素周期律以及對已知元素及其化合物性質(zhì)的研究思路和方法，研究其及其化合物的性質(zhì)。一、預(yù)測硅及其化合物的性質(zhì)交流·研討1.比較碳、硅、磷元素的性質(zhì)。2.硅及其化合物有哪些？嘗試寫出他們的化學(xué)式。3.請預(yù)測硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，并說明預(yù)測依據(jù)。硅及其化合物的化學(xué)式化學(xué)性質(zhì)預(yù)測預(yù)測依據(jù)元素CSiP原子結(jié)構(gòu)示意圖主要化合價+4-4+4-4+5-3碳、硅、磷元素的性質(zhì)比較

硅、磷元素位于同一周期，硅原子的核電荷數(shù)較小，原子半徑較大，原子核對最外層電子的吸引作用較弱，因此硅原子得電子能力（非金屬性）比磷原子弱。

硅、碳元素位于同一主族，硅原子電子層數(shù)較多，原子半徑較大，原子核對最外層電子的吸引作用較弱，硅原子得電子能力（非金屬性）比碳原子弱。硅及其化合物的化學(xué)式化學(xué)性質(zhì)預(yù)測預(yù)測依據(jù)SiSiO2H2SiO3Na2SiO3硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測及依據(jù)化學(xué)性質(zhì)不活潑,但是在一定條件下能與氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),由于其性質(zhì)的特殊性,可能還具有獨特的性質(zhì)具有酸性氧化物的通性,能與堿、堿性氧化物等發(fā)生反應(yīng),可能也具有一定的特性具有酸的性質(zhì),能與堿反應(yīng),但酸性較弱,酸性弱于碳酸、磷酸與碳同主族,與碳單質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)與碳同主族,與二氧化碳具有相似的化學(xué)性質(zhì)與碳同主族，與磷同周期，非金屬性弱于碳和磷白色固體，易溶于水，與比硅酸酸性強的一些酸反應(yīng)，生成難溶于水的硅酸屬于弱酸的正鹽，可與強酸反應(yīng)生成硅酸二、硅及其化合物與非金屬材料1.硅與半導(dǎo)體材料硅是常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料。工業(yè)制硅SiO2+2C====Si（粗硅）+2CO↑高溫Si（粗硅）+2Cl2====SiCl4高溫SiCl4+2H2====Si（高純硅）+4HClSiO2粗硅CO高溫SiCl4①焦炭②Cl2高溫H2HCl純硅高溫③2.二氧化硅與光導(dǎo)纖維二氧化硅廣泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的成分都是二氧化硅。

二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維克服了聲音信號和圖像信號在銅絲或鋁絲中傳播損耗大的缺點，節(jié)約了大量金屬資源。此外還可以應(yīng)用于能量傳輸、信息處理，遙測遙控和醫(yī)療器械。①與燒堿溶液反應(yīng)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO====CaSiO3

高溫?二氧化硅化學(xué)性質(zhì)——酸性氧化物②與氧化鈣反應(yīng)唯一不溶于水、也不與水反應(yīng)的酸性氧化物③弱氧化性SiO2+2C====Si+2CO↑高溫④特性（與氫氟酸反應(yīng)，用于雕刻玻璃）SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O3.硅酸鹽與無機非金屬材料材料有機高分子材料金屬材料無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料玻璃水泥陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷生物陶瓷2HCl+Na2SiO3==H2SiO3↓+2NaCl

硅酸可以由較強酸（碳酸、鹽酸、硫酸等）和可溶性硅酸鹽反應(yīng)制硅酸的制備：Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓2H2SO4+Na2SiO3==H2SiO3↓+Na2SO4三、元素周期表的應(yīng)用1930年美國化學(xué)家托馬斯·米奇利成功地獲得了一種新型的致冷劑——CCl2F2（即氟里昂，簡稱F12）。這完全得益于元素周期表的指導(dǎo)。在1930年前，一些氣體如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相繼用作致冷劑。但是，這些致冷劑不是有毒就是易燃，很不安全。為了尋找無毒不易燃燒的致冷劑，米奇利根據(jù)元素周期表研究，分析單質(zhì)及化合物易燃性和毒性的遞變規(guī)律。在第三周期中，單質(zhì)的易燃性是Na>Mg>Al，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3雙比H2O易燃，再比較氫化物的毒性：AsH3>PH3>NH3H2S>H2O，根據(jù)這樣的變化趨勢，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷劑。米奇利還分析了其它的一些規(guī)律，最終，一種全新的致冷劑CCl2F2終于應(yīng)運而生了。80年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氟里昂會破壞大氣的臭氧層，危害人類的健康的氣候，逐步將被淘汰。人們又將在元素周期表的指導(dǎo)下去尋找新一代的致冷劑。在金屬和非金屬分界線處，尋找半導(dǎo)體材料。尋找優(yōu)良催化劑，尋找耐高溫耐酸堿腐蝕的特種合金，用來制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船等尋找用于制農(nóng)藥的材料(非金屬F、Cl、S、P等)練一練1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)自然界中硅元素都存在于石英中。 (

)(2)晶體硅的結(jié)構(gòu)和金剛石類似,熔點高。 (

)(3)硅是制造太陽能電池的常用材料。 (

)(4)石英、水晶、沙子的主要成分都是二氧化硅。 (

)(5)SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,熔點高、硬度大。 (

)(6)SiO2是制作半導(dǎo)體的材料,Si是制作光纖的材料。 (

)(7)氫氟酸不能存放在玻璃瓶中,要用塑料瓶存放。 (

)(8)SiO2既能和NaOH反應(yīng),又能和HF反應(yīng),所以二氧化硅屬于兩性氧化物。 (

)(9)水玻璃可用作木材防火劑。 (

)(10)Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,往其中通入CO2有沉淀產(chǎn)生。 (

)(11)水泥、玻璃、陶瓷都是傳統(tǒng)無機非金屬材料。 (

)×√√√√××√√√√2.下列關(guān)于硅和二氧化硅的說法不正確的是(

)。A.晶體硅呈灰黑色,是具有金屬光澤、硬而脆的固體B.硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,但自然界里無游離態(tài)的硅存在,常溫下可與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C.硅和二氧化硅都能與NaOH溶液反應(yīng)D.工業(yè)上用焦炭在高溫條件下還原二氧化硅來制備硅,說明通常情況下還原性C>SiD3.下列關(guān)于硅酸的說法正確的是(

)。A.硅酸可以通過SiO2和水的化合反應(yīng)直接制得B.可用反應(yīng)Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸C.因為硅酸難溶于水,所以它不能與NaOH溶液反應(yīng)D.干燥劑“硅膠”的主要化學(xué)成分是硅酸B4．元素周期表中某區(qū)域的一些元素通常用來制造農(nóng)藥，它們是(

)A．左下方區(qū)域的金屬元素B．金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素C．右上方區(qū)域的非金屬元素D．稀有氣體元素C5．W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。其中X、Y為金屬元素，W和Z同主族。Z的核外電子數(shù)是W的2倍，W和Z的質(zhì)子數(shù)之和等于X和Y的質(zhì)子數(shù)之和。下列說法正確的是(

)A．原子半徑：X＞Y＞W(wǎng)＞ZB．W和X組成的化合物一定是堿性氧化物C．