無機非金屬材料的主角—硅

1、第四章 非金屬及其化合物,第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅,新人教版,硅的化合物約占地殼質量的90%,硅的廣泛存在,最外層4個電子，既不易失去也不易得到電子，主要通過共用電子對的形式形成四價的化合物。,原子結構,一、二氧化硅和硅酸,1. 二氧化硅（ SiO2 ）,天然的 SiO2 硅石,,1）存在形式,,紫水晶,瑪瑙,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

2、,Si,,O,二氧化硅的晶體結構示意圖,,,Si,,O,二氧化硅的晶體結構示意圖,SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結構，因此性質很穩(wěn)定,正四面體 空間網(wǎng)狀結構 硅氧比例：1：2 沒有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子,2）SiO2的[SiO4]四面體結構,二氧化硅的用途 由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學性能，加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應用。,光學纖維胃鏡,石 英 制 品,水 晶 制 品

3、,思考與交流,根據(jù)SiO2的存在和應用，分析：SiO2有哪些物理性質？化學穩(wěn)定性如何？,物理性質：熔點高，硬度大，不溶于水,化學穩(wěn)定性：穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其它酸反應，可與強堿反應，屬酸性氧化物,其性質主要與結構有關：正四面體空間網(wǎng)狀結構,實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？,防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起,SiO2＋2NaOH＝Na2Si

4、O3＋H2O,化學性質,酸性氧化物,Ⅰ.與堿反應,Ⅱ.與堿性氧化物反應,SiO2＋CaO ＝ CaSiO3,高溫,特性SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O注意：玻璃中含有SiO2，所以可以用HF來刻蝕玻璃。,2. 硅酸,[實驗4－1]：在試管中加入1ml飽和Na2SiO3溶液，再滴入1～2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。靜置。仔細觀察變化過程及其現(xiàn)象。,現(xiàn)象：紅色褪去，并有軟

5、而透明的膠凍狀的凝膠生成結論：Na2SiO3溶液呈堿性，H2SiO3是一種膠體，濃度增大聚集成凝膠。,實驗室制取方法（強酸制弱酸）：Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 ↓+ 2NaCl,二、硅酸鹽,硅酸鹽的結構很復雜，一般都不溶于水。,1. 硅酸鈉（Na2SiO3）溶于水，其水溶液 俗稱為水玻璃，可制備硅膠、木材防火劑等,2.硅酸鹽組成表示,硅酸鈉（Na2SiO3),鎂橄欖石（Mg2SiO4）,鈣沸石Ca(Al2Si3O1

6、0) ·3H2O,活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物 SiO2·H2O,Na2O ·SiO2,2MgO ·SiO2,CaO ·Al2O3 ·3SiO2·3H2O,1、下列各組物質有關性質關系的比較，正確的是（ ）A.溶解性：CO2 H2CO3C.熔點：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2 <CO2,C,2、

7、下列物質中,不能用玻璃瓶來盛裝的是（ ）A.燒堿溶液 B.濃硫酸 C.氫氟酸 D.碳酸鈉溶液,C,3、要除去SiO2中的CaO雜質，最適宜的試劑是（ ）A.純堿溶液 B 鹽酸 C 硫酸 D 苛性鈉溶液,B,無機非金屬材料,硅酸鹽產(chǎn)品,,陶瓷,水泥,玻璃,,陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——純堿、石灰石和石英；水泥：

8、原料——黏土和石灰石；加適量石膏；,硅酸鹽產(chǎn)品,碳化硅(金剛砂,SiC)：硬度大,硅鋼：高導磁性,硅橡膠：良好的彈性,分子篩：吸附劑、催化劑,新型無機非金屬材料：,新型陶瓷,,高溫結構陶瓷、壓電陶瓷,透明陶瓷、超導陶瓷等,科學視野,生物陶瓷,用高溫結構陶瓷做的發(fā)動機葉片,三、硅單質,1. 存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。,2. 物理性質：晶體硅的結構類似于金剛石，熔點(1410℃)和沸點都很高，硬度大。,3. 化學性質：常溫下硅單質的化

9、學性質不活潑,導電性介于導體和絕緣體之間。,Si + O2 === SiO2,,4. 制法,SiO2 + 2C === Si + 2CO↑,高溫,5.用途,晶體硅的導電性介于導體和半導體之間,是良好的半導體材料,硅是信息技術的關鍵材料,硅太陽能電池,電腦的中央處理器（CPU）,1.下列物質中屬于純凈物的是( ) A.Na2CO3·10H2O　 B.水泥　 C.純凈的鹽酸　　 　D.