硅和二氧化硅优秀课件.ppt

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1、硅和二氧化硅第1页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质5、用途6、工业制法1 1、分布、分布硅在地壳中分布很广，含量居第二位，仅次于氧硅在地壳中分布很广，含量居第二位，仅次于氧 存量：存量：存在形态：存在形态：自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅主要化合物：主要化合物：几乎全部都是二氧化硅和硅酸盐，它们广泛存在于地壳的几乎全部都是二氧化硅和硅酸盐，它们广泛存在于地壳的各种矿物的岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。各种矿物的岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。第2页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质

2、5、用途6、工业制法硅有两种同素异形体：晶体硅、无定形硅硅有两种同素异形体：晶体硅、无定形硅2、单质、单质第3页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质5、用途6、工业制法3、晶体硅的物理性质、晶体硅的物理性质灰黑色、金属光泽、硬而脆灰黑色、金属光泽、硬而脆结构与金刚石相似，有较高的熔沸点及硬度结构与金刚石相似，有较高的熔沸点及硬度导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。体材料。第4页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质5、用途6、工业制法4、化学性质：、化学性质：常温下性质稳定，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液

3、反常温下性质稳定，只与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应：应：Si2F2SiF4Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2SiO2在加热条件下能跟一些非金属反应：在加热条件下能跟一些非金属反应：第5页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质5、用途6、工业制法5、用途、用途硅是一种重要的非金属单质，作为良好的半导体材料，硅是一种重要的非金属单质，作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池电池硅的合金：硅的合金：含硅含硅4%的钢的钢(导磁性导磁性)变压器铁芯变压器铁芯含硅含硅15

4、%的钢的钢(耐酸性耐酸性)耐酸设备耐酸设备半导体材料：半导体材料：第6页，本讲稿共27页硅1、分布2、单质3、物理性质4、化学性质5、用途6、工业制法6、工业制法、工业制法 高温SiO22CSi2CO(注意：反应产物是注意：反应产物是CO)工业上用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含少量杂工业上用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含少量杂质的粗硅：质的粗硅：将粗硅提纯后，即可得用作半导体的高纯硅。将粗硅提纯后，即可得用作半导体的高纯硅。第7页，本讲稿共27页 二氧化硅1、存在2、化学性质3、用途1、存在、存在 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共

5、同构成了岩石。天然二氧化硅也叫成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石硅石，是一种坚硬难熔，是一种坚硬难熔的固体。不溶于水，而且结构类似于金刚石。的固体。不溶于水，而且结构类似于金刚石。常见常见SiO2的存在：的存在：沙子，石英，水晶沙子，石英，水晶第8页，本讲稿共27页 二氧化硅1、存在2、化学性质3、用途思考：为什么实验室中装碱液的试剂瓶不能用玻思考：为什么实验室中装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞？璃塞？特性：与特性：与氢氟酸氢氟酸反应：反应：SiO24HFSiF42H2OSiO22NaOHNa2SiO3H2O 高温高温SiO2CaOCaSiO32 2、化学性质、化学性质第9页，本讲稿共27页1、存在2、

6、化学性质3、用途3、用途：、用途：制造光导纤维、光学仪器、耐高温化学仪器、石英钟、制造光导纤维、光学仪器、耐高温化学仪器、石英钟、石英电子表等以及作为装饰用的宝石。石英电子表等以及作为装饰用的宝石。常见的宝石：水晶水晶、玛瑙、玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖祖母绿母绿、翡翠、翡翠、红宝石、蓝宝石、红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石常林钻石二氧化硅第10页，本讲稿共27页硅酸盐1、存在、存在硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的地壳质量的5%1、存在2、性质3、表示方法第

7、11页，本讲稿共27页硅酸盐2、性质、性质1、存在2、性质3、表示方法硅酸钠硅酸钠是极少数可以溶于水的硅酸盐的一种，它的是极少数可以溶于水的硅酸盐的一种，它的水溶液俗称水溶液俗称水玻璃水玻璃，可以做黏合剂，防腐，做硅胶。，可以做黏合剂，防腐，做硅胶。我们也可以利用可溶性的硅酸盐来制取硅酸。我们也可以利用可溶性的硅酸盐来制取硅酸。硅酸盐种类很多，大部分不溶于水。硅酸盐种类很多，大部分不溶于水。硅酸硅酸不能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅不能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取，是一种弱酸，比碳酸还弱酸盐与酸反应制取，是一种弱酸，比碳酸还弱第12页，本讲稿共27页硅酸盐3、表示

8、方法、表示方法1、存在2、性质3、表示方法硅酸盐因为种类太多，结构复杂，所以它们的写法硅酸盐因为种类太多，结构复杂，所以它们的写法也与其它化合物不同，通常用也与其它化合物不同，通常用二氧化硅二氧化硅和和金属氧化物金属氧化物的的形式来表示其组成。形式来表示其组成。规则：将金属氧化物写在最前，之后写二氧化硅，最后规则：将金属氧化物写在最前，之后写二氧化硅，最后写水，而且各氧化物之间用写水，而且各氧化物之间用“”来隔开。来隔开。例如：例如：硅酸钠：硅酸钠：Na2SiO3（Na2OSiO2）高岭石：高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4（Al2O32SiO22H2O）第13页，本讲稿共27页硅酸盐1、

9、存在2、性质3、表示方法练习：练习：云母：云母：K2H4Al6Si6O24 K2O3Al2O36SiO22H2O石棉：石棉：CaMg3Si4O12CaO3MgO4SiO2第14页，本讲稿共27页练习：硅 二氧化硅硅酸盐第二节1、下列物质中不能与二氧化硅作用的是、下列物质中不能与二氧化硅作用的是A纯碱纯碱B苛性钠苛性钠C氢氟酸氢氟酸D水水2、下列属于同种物质的是、下列属于同种物质的是A干冰和冰干冰和冰B石英和水晶石英和水晶C玻璃与二氧化硅玻璃与二氧化硅D水玻璃和玻璃水玻璃和玻璃DB第15页，本讲稿共27页写出下列变化的化学方程式：写出下列变化的化学方程式：SiF4Na2SiO3SiSiO2CaS

10、iO3作业：硅 二氧化硅硅酸盐第二节第16页，本讲稿共27页第17页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石水晶、水晶、玛瑙玛瑙、欧泊、欧泊、绿柱石、绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠、翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石、常林钻石 无色透明的纯净二氧化硅晶体称为无色透明的纯净二氧化硅晶体称为水晶水晶，硬度为，硬度为7，可含有微量的铁、锰、镁、铝、钛等杂质，含有，可含有微量的铁、锰、镁、铝、钛等杂质，含有杂质显烟褐色的叫杂质显烟褐色的叫烟晶烟晶，黑色的叫，黑色的叫墨晶墨晶，紫色的叫，紫色的叫紫紫晶晶。水晶水晶第18页，本讲稿共27页1、存在2、化

11、学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石水晶水晶、玛瑙、玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉、黄玉、猫眼石、猫眼石、常林钻石常林钻石 玛瑙玛瑙：主要成分是二氧化硅，硬度为：主要成分是二氧化硅，硬度为7，是由不同，是由不同杂质的二氧化硅胶体一层一层沉积而成，是一种次等宝石。杂质的二氧化硅胶体一层一层沉积而成，是一种次等宝石。第19页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊、绿柱石、欧泊、绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石、常林钻石欧泊：欧泊：一

12、种含水的非晶质的二氧化硅。化学成分为一种含水的非晶质的二氧化硅。化学成分为SiO2nH2O，含水量一般为含水量一般为3 31010,是具有变彩是具有变彩效应的宝石蛋白石效应的宝石蛋白石第20页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石、绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石常林钻石绿柱石绿柱石，也称绿玉、绿宝石，硬度为，也称绿玉、绿宝石，硬度为7，是，是含铍矿物，含铍矿物，第21页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿

13、柱石、祖母绿、祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉、黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石、常林钻石祖母绿祖母绿是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为Be3Al2(Si6O18)，属于绿柱石家族中最属于绿柱石家族中最“高贵高贵”的一员。的一员。第22页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石翡翠：一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝翡翠：一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物集合体，化学分子式为硅酸盐矿物集合体，化学分子式为NaAl(Si2O6)。水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠、翡翠、红宝石、蓝

14、宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石常林钻石第23页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石红宝石红宝石蓝宝石蓝宝石 红宝石、蓝宝石的主要成分都是红宝石、蓝宝石的主要成分都是Al2O3，红宝石因含微量，红宝石因含微量元素铬元素铬(Cr3+)而成红至粉红色，蓝宝石因含微量元素钛而成红至粉红色，蓝宝石因含微量元素钛(Ti4+)或铁或铁(Fe2+)而呈蓝色而呈蓝色水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石、红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石常林钻石第24页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化

15、硅常见的宝石 黄玉：主要成分为黄玉：主要成分为Al2SiO4(FOH)，硬硬度为度为8。水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉、黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石常林钻石第25页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石猫眼石猫眼石是含铍铝氧化物，化学分子式为是含铍铝氧化物，化学分子式为BeAl2O4水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石、猫眼石、常林钻石常林钻石第26页，本讲稿共27页1、存在2、化学性质3、用途 二氧化硅常见的宝石常林钻石：我国最著名的一颗大钻石常林钻石：我国最著名的一颗大钻石水晶水晶、玛瑙玛瑙、欧泊欧泊、绿柱石绿柱石、祖母绿祖母绿、翡翠翡翠、红宝石、蓝宝石红宝石、蓝宝石、黄玉黄玉、猫眼石猫眼石、常林钻石、常林钻石第27页，本讲稿共27页