硅 无机非金属材料课件(鲁科版必修1)1

1、 光导纤维光导纤维1 1、只有化合态，无游离态；在地壳、只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。中含量居第二位。2 2、两种同素异形体：晶体硅和无、两种同素异形体：晶体硅和无定行硅。定行硅。3 、导电性介于导体和绝缘体之间。、导电性介于导体和绝缘体之间。硅单质的图片硅单质的图片:一、认识硅一、认识硅1、单质硅的物理性质单质硅的物理性质灰黑色灰黑色 硬而脆硬而脆有金属光泽的固体有金属光泽的固体熔点、沸点高熔点、沸点高硬度大，是良好的半导体材料硬度大，是良好的半导体材料最外层电子数是最外层电子数是4 4，碳也是。，碳也是。思考思考2 2：碳、硅原子主要显几价？碳、硅原子主要显几价？正四价（正四

2、价（+4+4价）价） 思考思考1 1：硅原子原子核外电子排布情况是怎样的？硅原子原子核外电子排布情况是怎样的？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？2 2、化学性质：、化学性质：常温下常温下不活泼不活泼(1)(1)常温下：常温下：( (知识介绍）知识介绍）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：其它氧化剂，如注：其它氧化剂，如ClCl2 2

3、、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、 HNOHNO3 3等等常温常温下都不与硅起反应。下都不与硅起反应。Si+2Cl2=SiCl4Si+2H2=SiH4高温高温3.用途用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是是良好的良好的半导体材料半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池硅太阳能电池电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）4 4、工业制粗硅：、工业制粗硅：粗硅提纯粗硅提纯 Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HClSiOSiO2 2

4、+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高温高温高温高温高温高温二氧化硅广泛存在二氧化硅广泛存在于自然界中，与其于自然界中，与其他矿物共同构成了他矿物共同构成了岩石。天然二氧化岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山硅石硅石晶体（石英）晶体（石英）无定形（硅藻土）无定形（硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙 石英是结晶的二氧化硅，包括水晶（无石英是结晶的二氧化硅，包括水晶（无 色透明）和玛瑙（彩色）。沙子中含有小色透明）和玛瑙（彩色）。沙子中含有小粒的石英晶体。粒的石英晶体。（一）（一） SiOSiO2 2水晶水晶晶体二氧化硅晶体二氧化硅硅藻土硅藻土由硅

5、藻的细胞壁沉积形成，呈浅黄色或浅灰色，由硅藻的细胞壁沉积形成，呈浅黄色或浅灰色，广泛用做催化剂的载体及绝缘材料。广泛用做催化剂的载体及绝缘材料。全国全国10个省个省(区区)有硅藻土矿产出。有硅藻土矿产出。仅次于美国，居世界第仅次于美国，居世界第2位。在地区分位。在地区分 布上，以吉林最多，占全国储量的布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。云南、福建、河北等地次之。无定形二氧化硅无定形二氧化硅 纯的二氧化硅是无色纯的二氧化硅是无色、坚硬难坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。溶于水，硬度比较大。1.1.物理性质：物理性质：二、

6、二氧化硅二、二氧化硅 二氧化硅二氧化硅SiOSiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 2.2.化学性质化学性质不与水反应不与水反应SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高温高温是酸性氧化物是酸性氧化物具有酸性氧化物的通性，与碱及碱性氧化物反应具有酸性氧化物的通性，与碱及碱性氧化物反应 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道而不用玻璃塞，你知道为什么吗？为什么吗？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反溶液反应生成粘稠的

7、应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起。口粘在一起。Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，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，是一种矿物胶，可做黏合剂。一种矿物胶，可做黏合剂。 不与酸反应（除氢氟酸以外）不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O在高温下与碳酸盐的反应在高温下与碳酸盐的反应SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3高温高温SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3高温高温你知道吗？你知道吗？玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的

8、合作关系？关系？ 弱氧化性弱氧化性SiO2 +2C = Si + 2CO 高温高温工业上用此反应制备粗硅，这就是工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩从沙滩到用户到用户”！3 3、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途 由于由于SiOSiO2 2具有优良的物理化学性能，加上具有优良的物理化学性能，加上SiOSiO2 2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。人类广泛地应用。 石石 英英 制制 品品硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶硅胶”。硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。可以用作催化剂的载体。硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？比较如何呢？实验：实验：将将CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中现象：现象：透明的硅酸凝胶生成透明的硅酸凝胶生成方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO