文 化学硅课件1

第一节无机非金属材料——硅Si-26.30%美丽的玻璃雕花艺术瓷器（china）是中国最伟大的创造之一秦砖汉瓦秦始皇陵兵马俑硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心价值5元的沙子SiO2Si点沙成金价值5000元的芯片科学视野

1、Si在自然界中无游离态。2、以化合态存在：硅的氧化物和硅酸盐。硅的存在与分布无机非金属材料的主角——硅硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。因此，硅在无机非金属材料中扮演主要角色。硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物．CSi碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石和许多矿物的主要元素从原子结构认识硅C(碳)Si(硅)

Ge(锗)Sn(锡)Pb(铅)硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体物性：化性：1、灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体2、熔点高、硬度大3、导电性介于导体和绝缘体之间硅的化学性质不活泼，常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也能跟一些非金属(Cl2O2)反应。一、硅单质2、与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑1、与氟气反应：Si+2F2==SiF4（气体）Si+O2==SiO25、与氧气反应加热4、与氯气反应：Si+2Cl2==SiCl4（气体）加热3、与强碱溶液反应：Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑化性：制备：2C+SiO2＝Si+2CO↑（粗硅）高温科学视野主要成份：SiO2水晶玛瑙结晶形（石英晶体）无定形——硅藻土水晶玛瑙二、二氧化硅（SiO2）1、存在:硅石无色透明彩色环带或层状SiO2的物理性质纯净的SiO2是无色透明的晶体不溶于水，硬度和熔点都很高。4、二氧化硅的化学性质1、具有酸性氧化物的通性SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O（其溶液俗称水玻璃，有粘性）高温SiO2＋CaO

CaSiO3注意：SiO2不溶于水，不能和水反应生成硅酸化学性质很不活泼，氢氟酸（HF）是唯一可以与之反应的酸。SiO2+4HF=SiF4￪+2H2O玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来刻蚀玻璃。2、特殊性在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡3、弱氧化性Si02高温下与C作用可制取粗硅

2C+SiO2

＝Si+2CO↑高温石英坩埚SiO2的用途四、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定硅酸钠（Na2SiO3),

其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。是由硅、氧和金属组成的化合物的总称硅酸盐工业简介

二、玻璃工业一、水泥工业三、陶瓷水泥工业原料设备生产过程反应条件水泥成分水泥应用

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙石灰石、粘土、辅助原料（石膏）水泥回转窑高温磨→烧→磨建筑粘合剂3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3水泥、砂子、碎石建造桥梁、厂房建造高楼大厦等高大建筑等水泥、砂子、水建筑用粘合剂水泥、砂子、碎石、钢筋五光十色的玻璃世界（1）玻璃①生产原料：纯碱、石灰石和石英②生产设备:玻璃熔炉③生产过程：把材料粉碎并按照适当比例混合后，放入玻璃熔炉中加热、熔化，冷却后得到普通玻璃。主要化学反应有：CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑高温NaCO3+SiO2===NaSiO3+CO2↑高温④主要成分：普通玻璃是：CaSiO3、NaSiO3和SiO2熔合在一起的混合物。⑤重要性质：（1）玻璃是混合物，没有固定的熔点，受热在一定温度范围内逐渐软化。思考生活中见过或你知道那些种类的玻璃？（2）玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质；⑥玻璃的种类：a.铅玻璃（用于制光学仪器）防辐射铅玻璃重铅玻璃人造水晶b.有色玻璃

【蓝色钴玻璃（CoO3)、红色玻璃（Cu2O）】c.钢化玻璃（用于汽车车窗）三、陶瓷

提纲:

①了解制陶瓷的原料,条件,过程。

②了解陶瓷的种类，主要用途。陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料，（3）陶瓷中国陶瓷珍品之清彩瓷中国陶瓷珍品之清青花唐三彩目前几种新型陶瓷材料主要有：①高温结构陶瓷，如氮化硅（Si3N4)陶瓷，碳化硅（SiC)陶瓷等。发动机中的氮化硅陶瓷部件氮化硅陶瓷（Si3N4）是灰白色固体，硬度为9，是最硬的材料之一。它的导热性好且膨胀系数小，可经受低温高温、骤冷骤热反复上千次的变化而不破坏，因此是十分理想的高温结构材料。

碳化硅制成的涡轮叶片碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。

科技人员发现，如果用耐高温的陶瓷，如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可达1300℃～1500℃。步兵战车用绝热陶瓷发动机可使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁，提高了生存率②生物陶瓷：氧化铝（Al2O3）陶瓷，氧化锆（ZrO2）)陶瓷氧化铝陶瓷（人造刚玉