《第一节-无机非金属材料的主角-硅》课件

第四章非金属及其化合物SiClSNSupergao《第一节_无机非金属材料的主角——硅》1.在一发现的100多种元素中，除稀有气体外，非金属元素只有10几种，位于周期表右上部。2.地壳中含量最多的元素氧和硅，空气中含量最多的元素氮和氧。3.人类活动所产生的影响大气质量的气态氢化物主要是非金属氧化物，如SO2、NO2、CO等。4.人体必需的食用盐-----氯化钠中含有氯元素。5.本章重点讨论的非金属元素----硅、氯、硫、氮及其化合物引言《第一节_无机非金属材料的主角——硅》

第一节无机非金属材料的主角

——硅第一课时Supergao《第一节_无机非金属材料的主角——硅》硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅26.3%《第一节_无机非金属材料的主角——硅》硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。

《第一节_无机非金属材料的主角——硅》1、存在：没有游离态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。一、硅单质《第一节_无机非金属材料的主角——硅》Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？+142843、原子结构《第一节_无机非金属材料的主角——硅》《第一节_无机非金属材料的主角——硅》4.物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。《第一节_无机非金属材料的主角——硅》5.用途

晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池利用硅的半导体性能，制成光电池，将光能转化为电能。《第一节_无机非金属材料的主角——硅》6、硅的工业制法：

粗硅：

纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温《第一节_无机非金属材料的主角——硅》太阳能电池《第一节_无机非金属材料的主角——硅》电脑的中央处理器（CPU）硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。《第一节_无机非金属材料的主角——硅》大规模集成电路《第一节_无机非金属材料的主角——硅》《第一节_无机非金属材料的主角——硅》

硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。硅芯片《第一节_无机非金属材料的主角——硅》

在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。

硅在电子工业中重要作用《第一节_无机非金属材料的主角——硅》二氧化硅(SiO2)

二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山《第一节_无机非金属材料的主角——硅》1.二氧化硅的存在二、二氧化硅二氧化硅晶体(石英)水晶玛瑙硅石(天然)结晶形无定形《第一节_无机非金属材料的主角——硅》水晶晶体二氧化硅《第一节_无机非金属材料的主角——硅》玛瑙玛瑙《第一节_无机非金属材料的主角——硅》无定形二氧化硅《第一节_无机非金属材料的主角——硅》SiO二氧化硅的晶体结构示意图2.二氧化硅的结构.SiO2原子晶体科学视野《第一节_无机非金属材料的主角——硅》SiO二氧化硅的晶体结构示意图SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定

《第一节_无机非金属材料的主角——硅》二氧化硅物理性质问题：二氧化硅有哪些物性？化学性质稳定吗？依据是什么？这些性质由和决定？坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。化学性质很不活泼。3.思考交流问题：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。《第一节_无机非金属材料的主角——硅》4.二氧化硅化学性质

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高温

（1）酸性氧化物离子反应：SiO2+2OH—==SiO3

2-+H2O

特殊性：不能与水反应（2）不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2+4HF==SiF4

+2H2O玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？《第一节_无机非金属材料的主角——硅》二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应

不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

不反应与碳反应SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2CO高温高温高温《第一节_无机非金属材料的主角——硅》5、二氧化硅的用途由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。《第一节_无机非金属材料的主角——硅》光学纤维胃镜《第一节_无机非金属材料的主角——硅》

①石英制品《第一节_无机非金属材料的主角——硅》《第一节_无机非金属材料的主角——硅》②水晶石英、玛瑙《第一节_无机非金属材料的主角——硅》③二氧化硅用来制光导纤维光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。

《第一节_无机非金属材料的主角——硅》三.硅酸(H2SiO3)现象结论反应式

Ｐ76实验４－１观察现象并填写下表滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl1、制备:可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应

《第一节_无机非金属材料的主角——硅》（1）硅酸的制备Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（2）硅酸的性质①物理性质:白色,胶状,不溶于水的物②化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱.

H2SiO3+2NaOH=2H2O

+Na2SiO3③不稳定性H2SiO3===H2O+SiO2加热Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓（3）用途：可作干燥剂和催化剂的载体《第一节_无机非金属材料的主角——硅》四、硅酸盐硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。2.硅酸盐的表示方法：①化学式法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3②氧化物法：硅酸钠：Na2O·

SiO2硅酸钙：CaO·SiO2《第一节_无机非金属材料的主角——硅》高岭石：Al2O3

·

2SiO2·2H2O石棉：CaO

·

3MgO·4SiO2

沸石：Na2O

·Al2O3

·

3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3

·

6SiO2·2H2O长石：K2O·

Al2O3

·

6SiO2

水泥：3CaO

·SiO2·

2CaO·SiO2

玻璃：Na2O

·CaO·

6SiO2粘土：Al2O3

·

2SiO2·2H2O《第一节_无机非金属材料的主角——硅》t《第一节_无机非金属材料的主角——硅》最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作肥皂填料、木材防火剂等。3.硅酸钠（Na2SiO3）《第一节_无机非金属材料的主角——硅》关于硅酸盐说明：1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；硅酸和二氧化硅的制备：[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,