高一化学《41无机非金属材料——硅》.ppt
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1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节归纳与整理归纳与整理第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节归纳与整理归纳与整理无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节归纳与整理归纳与整理无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节归纳与
2、整理归纳与整理无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节归纳与整理归纳与整理无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的
3、哪种元素最外层电子数与它相同?Si思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考2:碳、硅原子主要显几价?:碳、硅原子主要显几价?思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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
4、子数与它相同?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考2:碳、硅原子主要显几价?:碳、硅原子主要显几价?正四价(正四价(+4价)价)思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考2:碳、硅原子主要显几价?:碳、硅原子主要显几价?正四价(正四价(+4价)价)思考思考3:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?
5、我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考2:碳、硅原子主要显几价?:碳、硅原子主要显几价?正四价(正四价(+4价)价)思考思考3:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?Si最外层电子数是最外层
6、电子数是4,碳也是。,碳也是。思考思考2:碳、硅原子主要显几价?:碳、硅原子主要显几价?正四价(正四价(+4价)价)思考思考3:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?:碳、硅在自然界分别以什么形式存在?碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。思考思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很: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?熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石
7、硅石(天然天然)1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石硅石(天然天然)结晶形结晶形无定形无定形1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石硅石(天然天然)结晶形结晶形无定形无定形约占地壳质量的约占地壳质量的12%1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石硅石(天然天然)结晶形结晶形无定形无定形约占地壳质量的约占地壳质量的12%石英石英1.二氧化硅二氧化硅(SiO2)硅石硅石(天然天然)结晶形结晶形无定形无定形约占地壳质量的约占地壳质量的12%纯净的纯净的SiO2晶体叫做水晶。晶体叫做水晶。石英石英具有彩色环带状或层状具有彩色环带状或层状的叫玛瑙的叫玛瑙二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二
8、氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构二氧化硅的结构因为在二氧化硅晶体中,每一个因为在二氧化硅晶体中,每一个硅硅Si周围结合周围结合4个个O;同时每个;同时每个O与与2个个Si结合。因此它是结合。因此它是Si与与O按按1:2的原子个数比组成的具有的原子个数比组成的具有空间网状结构空间网状结构的晶体。的晶体。二氧化硅的结构二氧化硅的结构因为在二氧化硅晶体中,每一个因为在二氧化硅晶体中,每一个硅硅Si周围结合周围结合4个个O;同时每个;同时每个O与与2个个Si结合。因此它是结合。因此它是Si与与O按按1:2的原子
9、个数比组成的具有的原子个数比组成的具有空间网状结构空间网状结构的晶体。的晶体。决定了决定了SiO2具有优良的具有优良的物理和化学性质物理和化学性质二氧化硅的结构二氧化硅的结构因为在二氧化硅晶体中,每一个因为在二氧化硅晶体中,每一个硅硅Si周围结合周围结合4个个O;同时每个;同时每个O与与2个个Si结合。因此它是结合。因此它是Si与与O按按1:2的原子个数比组成的具有的原子个数比组成的具有空间网状结构空间网状结构的晶体。的晶体。SiO2四面体不仅存在于四面体不仅存在于SiO2晶体中晶体中,而且存在于所有硅而且存在于所有硅酸盐矿石中,是构成多姿多彩的硅酸盐世界的基本骨架酸盐矿石中,是构成多姿多彩的
10、硅酸盐世界的基本骨架决定了决定了SiO2具有优良的具有优良的物理和化学性质物理和化学性质水晶是一种无色透明的大型水晶是一种无色透明的大型石英结石英结晶体矿物。晶体矿物。它的主要化学成份是它的主要化学成份是二氧化硅二氧化硅,跟普通,跟普通砂子砂子是是“同出娘胎同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛玛瑙瑙此此为水晶原生矿,为水晶原生矿,二氧化硅含水的胶体凝固后就二氧化硅含水的胶体凝固后就成为成为蛋白石蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成组成玉髓、燧石、次生石英岩。
11、玉髓、燧石、次生石英岩。石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。分析异同分析异同,理解特性理解特性根据二氧化硅的存在和应用根据二氧化硅的存在和应用,请分析请分析:二氧化硅具有那些物理性质二氧化硅具有那些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何?你的根据是什么你的根据是什么?二氧化硅的这些性质是由什么决定的二氧化硅的这些性质是由什么决定的?尝试与二氧化碳做比较尝试与二氧化碳做比较.二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构二氧化碳的晶体结构二氧化碳的晶体结构 二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_物理
12、性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_硬度大、熔点高、不溶于水硬度大、熔点高、不溶于水物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_很稳定很稳定硬度大、熔点高、不溶于水硬度大、熔点高、不溶于水二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质可以与碱和碱性氧化物反应可以与碱和碱性氧化物反应SiO2 2OHSiO32H2OSiO2 CaO高温高温二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质可以与碱和碱性氧化物反应可以与碱和碱性氧化物反应CaSiO3SiO2 2OHSiO32H2OSiO2 CaO高温高温与氢氟酸反应(腐蚀玻璃)与氢氟酸反应(腐蚀玻璃)二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学
13、性质可以与碱和碱性氧化物反应可以与碱和碱性氧化物反应CaSiO3SiO2 2OHSiO32H2OSiO2 CaO高温高温SiO2+4HF=SiF4+2H2O与氢氟酸反应(腐蚀玻璃)与氢氟酸反应(腐蚀玻璃)二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质可以与碱和碱性氧化物反应可以与碱和碱性氧化物反应CaSiO31.实验室为什么不用玻璃瓶实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸盛装氢氟酸(HF)?1.实验室为什么不用玻璃瓶实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸盛装氢氟酸(HF)?氢氟酸氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiOSiO2 2 4H
14、F=SiF4HF=SiF4 4 2H2H2 2O O 图图 4-6 实验室盛放实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶1.实验室为什么不用玻璃瓶实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸盛装氢氟酸(HF)?氢氟酸氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiOSiO2 2 4HF=SiF4HF=SiF4 4 2H2H2 2O O 图图 4-6 实验室盛放实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶1.实验室为什么不用玻璃瓶实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸盛装氢氟酸(HF)?氢氟酸氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸
15、不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiOSiO2 2 4HF=SiF4HF=SiF4 4 2H2H2 2O O 2.实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?不用玻璃塞?因为玻璃的主要成分二氧化硅与因为玻璃的主要成分二氧化硅与NaOH溶液反应溶液反应生成对应的硅酸钠生成对应的硅酸钠使瓶塞部分粘结而无法打开。使瓶塞部分粘结而无法打开。SiOSiO2 2 2NaOH2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3 HH2 2OO图图 4-6 实验室盛放实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶1.实验室为什么不用玻璃瓶实验
16、室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸盛装氢氟酸(HF)?氢氟酸氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸能腐蚀玻璃因此盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。SiOSiO2 2 4HF=SiF4HF=SiF4 4 2H2H2 2O O 2.实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?不用玻璃塞?3.某同学根据某同学根据SiO2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟酸反应氢氟酸反应,推断推断SiO2为两为两性氧化物性氧化物,是否正确是否正确?3.某同学根据某同学根据SiO2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟酸反应氢氟酸反应
17、,推断推断SiO2为两为两性氧化物性氧化物,是否正确是否正确?不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应,不跟其它酸反应,且与氢氟酸反应也应,不跟其它酸反应,且与氢氟酸反应也不是表现二氧化硅的碱性。故其属于酸性不是表现二氧化硅的碱性。故其属于酸性氧化物。氧化物。物质物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度二氧化硅和硅酸的物理性质二氧化硅和硅酸的物理性质物质物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度固体固体二氧化硅和硅酸的物理性
18、质二氧化硅和硅酸的物理性质物质物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度固体固体1610二氧化硅和硅酸的物理性质二氧化硅和硅酸的物理性质物质物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度固体固体16102230二氧化硅和硅酸的物理性质二氧化硅和硅酸的物理性质物质物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度固体固体16102230不溶不溶二氧化硅和硅酸的物理性质二氧化硅和硅酸的物理性质物质
19、物质 SiO2CO2状态状态(常温常温)气体气体熔点熔点-56.6 沸点沸点-78.5 溶解性溶解性1:1硬度硬度固体固体16102230不溶不溶大大二氧化硅和二氧化碳的物理性质比较二氧化硅和二氧化碳的物理性质比较二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二
20、氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物
21、化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性CO2+H2O H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性CO2+H2O H2CO3
22、 CO2+C =2CO高温高温CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性CO2+H2O H2CO3 CO2+C =2CO高温高温CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物
23、化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性SiO2+CaO =CaSiO3 高温高温CO2+H2O H2CO3 CO2+C =2CO高温高温CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强
24、碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性SiO2+CaO =CaSiO3 高温高温CO2+H2O H2CO3 CO2+C =2CO高温高温CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O不反应不反应二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性SiO2+CaO
25、 =CaSiO3 高温高温CO2+H2O H2CO3 CO2+C =2CO高温高温 SiO2+2C =Si+2CO高温高温CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O不反应不反应二氧化硅和二氧化碳的化学性质二氧化硅和二氧化碳的化学性质 化合物化合物化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)相相同同点点酸酸性性氧氧化化物物与强碱与强碱反应反应与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应与水与水反应反应 弱氧化性弱氧化性 特殊性特殊性SiO2+CaO =CaSiO3 高温高温CO2+H2O H2CO3 CO2+C
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