无机非金属材料的主角之硅

1、硅谷硅谷:思考思考:提及到提及到“硅硅”这一个词这一个词,你能联想到哪些你能联想到哪些?美国新兴的高技术产业开发区美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研电子技术研究中心究中心,计算机生产的重要基地计算机生产的重要基地,位于加利位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端福尼亚州圣弗朗西斯科南端.半导体半导体:单晶硅是半导体器材的核心材料单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导硅半导体是集成电路的主要材料体是集成电路的主要材料,估计在估计在21世世纪纪,硅仍然会占半导体材料的硅仍然会占半导体材料的95%以上以上.沙子、石英、水晶沙子、石英、水晶:主要成分是硅的氧化物主要成分是硅的氧化物光导纤维光导纤维: 从石英

2、玻璃熔融体中从石英玻璃熔融体中,拉出直径为拉出直径为100微米的细丝微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处再把千百根光导纤维组合并增强处理理,就制成成光缆就制成成光缆,其优点其优点:质轻质轻,体积小体积小,输送距离长输送距离长,保密性好保密性好,成成本低本低.1无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅Si在地壳中含量丰富，仅次于在地壳中含量丰富，仅次于O，约占约占.Si是一种亲氧元素是一种亲氧元素无游离态无游离态化合态：硅的氧化物和硅酸盐化合态：硅的氧化物和硅酸盐从原子角度认识硅原子从原子角度认识硅原子既不易失去电子既不易失去电子,也不易得到电子也不易得到电子,主要形成主要形成四价化合

3、物四价化合物.一一.二氧化硅二氧化硅(SiO2)天然的SiO2约占地壳质量的约占地壳质量的12%硅石硅石结晶形结晶形无定形无定形石英石英 水晶水晶玛瑙玛瑙硅藻土硅藻土水水晶晶玛瑙玛瑙结构结构:SiO4四面体四面体 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原原子，子，Si在中心在中心,O在四个顶角在四个顶角. 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为个数比为2：1,通常用通常用SiO2来来表示二氧化硅的组成表示二氧化硅的组成.3.弱氧化性弱氧化性SiO2+2C = Si+2CO4.与某些盐反应与

4、某些盐反应SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3+CO2SiO2 + CaCO3 = CaSiO3+CO21. 为什么在实验室中盛放为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。剂瓶而要用塑料瓶。3.某同学根据某同学根据氢氟氢氟酸反应酸反应,推断推断 现象现象 结论结论 反应式反应式 二二.硅酸硅酸 (H2SiO3)制制备备:可溶性硅酸盐（如可溶性硅酸盐（如Na2S

5、iO3）与酸反应与酸反应 酸性比碳酸弱酸性比碳酸弱.小结小结:1.SiO2 存在形态存在形态 物理性质物理性质 化学性质化学性质2. 用途用途 二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅空气空气硅石、石英、水晶、硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土玛瑙、沙子、硅藻土熔、沸点低，熔、沸点低， 微溶于水微溶于水熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反应不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO 高温高温CaSiO3存存 在在物理性质物理性质不反应不反应与氢氟酸反应与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O化学性质化学性质与水反应与水反应与与NaOH反应反应与与CaO反