第一节无机非金属材料的主角——硅 PPT

1、你还知道你还知道哪些含硅哪些含硅的物质？的物质？ 第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅硅硅的的广广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门二杰碳元素碳元素硅元素硅元素形成了无数种构成人类和其它形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，地球生物等的有机物，“统治统治了有机界了有机界”。煤、石油等有机化产品和材料煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石是现代化的基石地壳质量的约地壳质量的约90%90%，构成了地壳，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，大部分岩石、沙子和土壤， “统治了地壳统治了地壳”硅酸盐工业的陶

2、瓷、玻璃、硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异水泥等使人类生活日新月异一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。氧化物及硅酸盐的形式存在。（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约占地壳是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的质量的12，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。，其存在形态有结晶形和无定形两大

3、类，通称硅石。SiOSiO2 2的结构的结构1、物理性质：、物理性质：二氧化硅是坚硬难熔的固体，不溶于水二氧化硅是坚硬难熔的固体，不溶于水。 2、化学性质、化学性质 二氧化硅是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不能与水反应二氧化硅是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，但不能与水反应生成硅酸。生成硅酸。 （1）高温与碱性氧化物反应）高温与碱性氧化物反应 CaO + SiO2 = CaSiO3 （2）与强碱反应）与强碱反应 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O讨论：为何实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？讨论：为何实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ （3）与氢氟酸反应（特

4、殊性）与氢氟酸反应（特殊性） SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O （4）氧化性）氧化性SiO2 + 2 C = Si + 2CO高温高温 光学纤维胃镜光学纤维胃镜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：用可溶性硅酸盐与酸反应制取。：用可溶性硅酸盐与酸反应制取。 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来制取来制取H2SiO3 ？二、硅酸盐二、硅酸盐 1、 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。一般都不溶于水，化学性质很稳定。 最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其），其水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及水溶液称为水玻璃，可

6、以作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等。黏胶剂等。 实验实验42 几种硅酸盐产品几种硅酸盐产品陶瓷陶瓷、玻璃玻璃、水泥水泥，最重要，最重要的无机非金属材料。的无机非金属材料。用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2O OSiOSiO2 2实实 例：例：AlAl2 2（SiSi2 2O O5 5）（）（OHOH）4 4AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO2 22H2H2 2O Ol要领：两边原子个数守恒要领：两边原子个数守恒l格式：金属氧化物、二氧化硅、水格式：金属氧化物、二氧化硅、水l顺序：金属按活动顺序

7、表顺序：金属按活动顺序表练习：练习：K(Al3Si3O10)(OH)2三、硅单质三、硅单质硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体1 1、灰黑色，有金属光泽，硬而、灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体2 2、熔、沸点高、硬度大、熔、沸点高、硬度大3 3、晶体硅是良好的半导体、晶体硅是良好的半导体常温下，硅的化学性质不活泼，常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。能跟一些非金属反应。1 1、物理性质、物理性质2 2、化学性质、化学性质（1 1）与氟气反应：）与氟气反应：（2 2）与氢氟酸反应：）与氢氟酸反应：（3)3)与强碱溶液反应：与强碱溶液反应：(4(4）与氯气反应：）与氯气反应：（5 5）与氧气反应）与氧气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2存在存在在自然界中，没游离态的硅，以化合态存在。在自然界中，没游离态的硅，以化合态存在。例如：硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。例如：硅酸盐等，