无机非金属材料主角-硅.ppt

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1、无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅1 1硅硅的概况的概况在地壳中含量第二在地壳中含量第二：氧氧 硅硅 铝铝 铁铁2 2硅硅的存在与分布的存在与分布存在：没有游离态，只有化合态存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，是构成矿分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。物和岩石的基本元素。3 31、硅的原子结构硅的原子结构硅和碳一样硅和碳一样,其原子既不其原子既不易失去又不易得到电子易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物主要形成四价的化合物.一一、硅硅+142 8 4Si2 4+6C碳是构成有机碳是构成有机物的主要元素物的主要元素硅是构成岩石和许硅是构成岩石和许多

2、矿物的主要元素多矿物的主要元素4 42、硅的性质硅的性质硅有硅有晶体硅晶体硅和和无定形无定形硅硅两种。两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。沸点都很高，硬度大的固体。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。常温下硅单质的化学性质不活泼常温下硅单质的化学性质不活泼物物理理性性质质5 5 硅硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成器等半导体器件，还可以制成太阳能电池太阳能电池，可，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管半导体晶

3、体管及芯片的出现及芯片的出现,促进了信息技促进了信息技术革命术革命硅硅的用途的用途6 6二、二氧化硅和硅酸二、二氧化硅和硅酸硅硅是一种亲氧元素是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相在自然界中它总是与氧相互化合的互化合的(与碳不同与碳不同)存在形式：存在形式：氧化物氧化物 硅酸盐硅酸盐7 71.1.二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO2 2)天然硅石天然硅石结晶形结晶形无定形无定形 石英晶体是结晶的石英晶体是结晶的SiOSiO2 2，无色透明的叫无色透明的叫做做水晶水晶，具有彩色环带状或层状的叫，具有彩色环带状或层状的叫玛玛瑙瑙8 8石英坩埚光导纤维玛 瑙水晶9 9SiOSiO4 4 四面体结构四面

4、体结构网状结构决定了网状结构决定了SiOSiO2 2具具有优良的物理和化学性有优良的物理和化学性质质1010物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水很稳定很稳定 SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如具有哪些物理性质？化学稳定性如何？何？1111二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质与氢氟酸反应与氢氟酸反应SiO2 CaO CaSiO3高温SiO2+4HF=SiF4+2H2O与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应（刻蚀玻璃）（刻蚀玻璃）1212与强碱反应与强碱反应SiO2 2OHSiO32H2OSiO2 2NaOHNa2SiO3H2O为什么实验室中盛

5、放碱液的试剂瓶为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？用橡皮塞而不用玻璃塞？因为因为碱液会跟玻璃塞中的碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，反应，生成的生成的硅酸盐会把硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。连在一起。1313用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。电子表、石英钟等。14142.硅酸硅酸（H2SiO3）很弱的酸（很弱的酸（酸性比碳酸还弱酸性比碳酸还弱）溶解度很小溶解度很小如何制得硅酸？能用如何制得硅酸？能用SiOSiO2

6、 2与水反应制得吗与水反应制得吗？为什么？为什么？由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。1515实验4-1现象现象结论结论化学方程式化学方程式溶液呈红色溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产有透明的硅酸凝胶产生生.硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。应制得的。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl16163、硅酸盐、硅酸盐硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。的

7、总称。结构复杂结构复杂一般不溶于水一般不溶于水化学性质很稳定化学性质很稳定17171、硅酸盐化学式的氧化物表示方法硅酸盐化学式的氧化物表示方法:2、重要的重要的硅酸盐硅酸盐:Na2SiO3Na2SiO3易溶于水易溶于水,其水溶液俗称其水溶液俗称“水玻璃水玻璃”、“泡花泡花碱碱”.书写规则：书写规则：金属氧化物写在最前面，然后写二氧化金属氧化物写在最前面，然后写二氧化硅，最后写水，而且氧化物之间用硅，最后写水，而且氧化物之间用“.”隔开隔开硅酸钠：硅酸钠：Na2SiO3可以写成可以写成Na2O SiO2高岭石：高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4钠长石钠长石:NaAlSi3O8正长石正长石:K

8、AlSi3O8Al2O3 2SiO2 2H2ONa2O Al2O3 6SiO2K2O Al2O3 6SiO21818实验4-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶饱和溶液液现象现象结论结论当水分蒸发后当水分蒸发后燃烧燃烧当水分蒸发后不易当水分蒸发后不易燃烧燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防火剂制备木材防火剂的原料的原料1919硅酸盐的丰富性和多样性人面鱼纹盆人面鱼纹盆2020陶瓷陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具日用器皿、建筑饰材、卫生洁具2121玻璃玻璃普通玻璃普通玻璃:Na2OCaO6SiO22222水泥水泥以黏土和石灰石为主要原料以黏土和石灰石为主要原料2323具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质碳化硅（金刚砂）碳化硅（金刚砂）2424硅钢硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯导磁性良好，用作变压器铁芯2525硅橡胶硅橡胶2626分子筛分子筛具有均匀微孔结构的铝硅酸盐具有均匀微孔结构的铝硅酸盐2727