《无机非金属材料的主角-硅》ppt课件.ppt

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1、第四章非金属及其化合物第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角第一节无机非金属材料的主角硅硅SiSi元素在地壳中的含量排在第几位？元素在地壳中的含量排在第几位？你知道吗？你知道吗？知识窗知识窗 硅在地壳上的含量仅次于硅在地壳上的含量仅次于氧，硅的氧化物及硅酸盐构成氧，硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤约占地壳的和土壤约占地壳的90以上以上锦绣中华锦绣中华思考、讨论思考、讨论：、i原子结构相似，那么、i性质一样么？CSi一、一、硅单质硅单质1、存在：、存在：2、物理性质：物理性质：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。在自然

2、界中，没有游离态的硅，只有在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。单质硅有晶体硅和无定化合态的硅。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。形硅两种。晶体硅的结构类似于金刚石，熔点晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。和沸点都很高，硬度大。3、化学性质：、化学性质：在常温下，硅的化学性质可归纳为在常温下，硅的化学性质可归纳为“亲氟亲碱亲氟亲碱”即常温下可以和即常温下可以和F2、HF、NaOH溶液反应，但与溶液反应，但与O2、Cl2、H2SO4、HNO3都不反应，所以常温下都不反应，所以常温下硅单硅单 质的化学性质不活泼质的化学性质不活泼Si + O2 = SiO2Si + C

3、l2 = SiCl4Si+F2 = SiF4Si+HF = SiF4 + H2Si+2NaOH+H2O = NaSiO3+ 2H2常温下常温下加热时加热时4、制法、制法SiO2 + 2C = Si + 2CO高温高温硅单质5.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）Si晶体结构晶体结构晶体硅、无定形晶体硅、无定形空间构型：正四面体空间构型：正四面体物理性质物理性质色：金属光泽色：金属光泽态：灰黑色固体态：灰

4、黑色固体熔点：高（熔点：高（1410） 硬度：大硬度：大 质脆质脆化学性质化学性质常温下不活泼，与常温下不活泼，与HCL、HSO、HNO都不反应都不反应常温下只能与、溶液反应常温下只能与、溶液反应高温下可发生一些列反应高温下可发生一些列反应iCSiCSiO2 SiO2Si2Cl2SiCl4用途：半导体材料、光电池材料、信息技术材料用途：半导体材料、光电池材料、信息技术材料小小结结二、二氧化硅二、二氧化硅阅读、思考：阅读、思考： 地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的量的_%,存在形态有存在形态有_和和_两大类，统称两大类，统称_。1.二氧化硅二氧化硅(SiO2

5、)12结晶形结晶形无定形无定形硅石硅石结晶的结晶的SiO2水晶水晶玛瑙玛瑙无色透明无色透明具有彩色环带状具有彩色环带状或层状的或层状的二氧化硅的用途二氧化硅的用途思考与交流：思考与交流：请同学们思考P76的问题并和前后左右的同学进行交流。SiO2具有哪些物理性质？具有哪些物理性质？化学稳定性如何？化学稳定性如何？请将你的认识写在下面横线上，请将你的认识写在下面横线上，物理性质：物理性质：_化学稳定性：化学稳定性：_坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。纯净不溶于水，硬度比较大。纯净SiO2SiO2无色透明无色透明常温下非常稳常温下非常稳 定定SiO2

6、的这些性质是由什么决定的呢？的这些性质是由什么决定的呢？二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质活动与探究活动与探究：二氧化硅化学性质稳定，：二氧化硅化学性质稳定，能否与能否与HCl、 H2S04、 HN03 、HF 发生反应？发生反应？结论结论：vSiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O快乐体验：试一试怎样能在玻璃上雕刻花试一试怎样能在玻璃上雕刻花 纹纹 （玻璃的主要成分是玻璃的主要成分是可以与可以与氢氟酸氢氟酸反应，放出气体反应，放出气体设问设问：CO2和和SiO2作为酸性氧化物能与作为酸性氧化物能与哪些物质反应？哪些物质反应？2、与碱反应、与碱反应1、与碱性氧化物反应、与碱性氧化物反应Si

7、O2 CaO CaSiO3高温SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O实验室盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞实验室盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？而不用玻璃塞，你知道为什么吗？思考思考3、SiO2与其他物质的反应与其他物质的反应 = 高温高温高温二氧化碳二氧化碳 二氧化硅二氧化硅 状状 态态物理性质物理性质化化学学性性质质与水与水与碱与碱与碱与碱性氧性氧化物化物与酸与酸 用用 途途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应不反应 = 固固 态态熔沸点低熔沸点低气气 态态熔沸点高、硬度大熔沸点高、

8、硬度大人工降雨，灭火等人工降雨，灭火等 装饰、石英坩埚、光纤等装饰、石英坩埚、光纤等二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较高温二氧化硅的用途二氧化硅的用途制晶体硅制晶体硅石英坩埚石英坩埚光导纤维光导纤维石英手表石英手表光学仪器光学仪器耐磨器皿耐磨器皿SiO2精密仪器轴承精密仪器轴承思考、讨论：思考、讨论：、i原子结构相似，形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很大的差别，为什么呢？CO2的存在是以分子形式存在的的存在是以分子形式存在的SiO2的存在是以原子形式存在的的存在是以原子形式存在的练习A、 B、C、D、E 、代表单质或化合物，他们之间的转化、代表单质或化合物，他们之间的转化关系如图所示，关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚是相似。质，其晶体结构与金刚是相似。A+E加碳高温BC加氧化钙高温D+H2O加NaOH请填空：请填空：1、形成单质、形成单质A的原子结构示意图的原子结构示意图 它的最高化它的最高化合价为合价为2、B的化学式的化学式 B和碳反应生成和碳反应生成A和和E的化学方程式的化学方程式3、C的化学式为的化学式为 D的化学式为的化学式为+4SiO2