第四章-第一節(jié)-硅(課時(shí)2).ppt

第四章非金屬及其化合物,第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅（2）,占地殼質(zhì)量的90%以上,地球生物生存的根基硅酸鹽、空氣、水、陽(yáng)光,1、了解硅酸、硅酸鹽的主要性質(zhì)和用途，學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)性質(zhì)的方法。2、了解材料發(fā)展的歷史與前景，認(rèn)識(shí)化學(xué)在材料科學(xué)中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。重點(diǎn)：硅酸、硅酸鹽的主要性質(zhì)和用途難點(diǎn)：硅酸鹽的組成,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,二氧化硅和二氧化碳的比較,CO2,SiO2,表示二氧化碳分子及其組成,表示二氧化硅晶體中硅氧原子個(gè)數(shù)比,氣態(tài),固態(tài),很小,很大,可溶于水,不溶于水,很低,很高,高溫,穩(wěn)定,很穩(wěn)定,CO2+H2O=H2CO3,不反應(yīng),CO2+CaO=CaCO3,SiO2+CaO=CaSiO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,不反應(yīng),SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化學(xué)性質(zhì),2、硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是SiO2的對(duì)應(yīng)水化物（SiO2是H2SiO3的酸酐），是一種不溶性酸，是一種白色固體，其酸性比H2CO3還弱。,（1）制法可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)：,滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生,a、Na2SiO3溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則形成硅酸沉淀。,實(shí)驗(yàn)4-1,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,（2）酸性太弱，只能與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,（3）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解,用H2CO3可制得H2SiO3，可證明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。,SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3,Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3,SiO32-+2H+=H2SiO3,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為硅膠。,硅膠多孔，吸附水分的能力強(qiáng)，常用作干燥劑和催化劑的載體,應(yīng)用：,3、硅酸鈉（Na2SiO3），俗名叫泡花堿，白色固體，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。,2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,1、由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。,二、硅酸鹽,先變干，后燃燒,僅變干，不燃燒,Na2SiO3溶液可作木材、紙張的防火劑,水玻璃是無(wú)色粘稠的液體，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強(qiáng)?？捎米鞣试硖盍希静?、織物的防腐劑和防火劑，建筑、紙張的黏膠劑。,（2）氧化物化學(xué)式法：金屬氧化物（低價(jià)高價(jià)）二氧化硅水,（1）鹽化學(xué)式法：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等,4、硅酸鹽組成的表示方法：,滑石：3MgO4SiO2H2O,云母：K2O3Al2O36SiO22H2O,沸石：Na2OAl2O33SiO22H2O,石棉：3MgOCaO4SiO2,高嶺石（黏土）：Al2O32SiO22H2O,如：,能表示成鹽的形式嗎？,5、土壤膠體的形成、特點(diǎn)和應(yīng)用：（閱讀上段P.77科學(xué)視野）,6、重要的無(wú)機(jī)非金屬材料：（1）傳統(tǒng)硅酸鹽材料：陶瓷、玻璃、水泥（2）新型無(wú)機(jī)非金屬材料：新型陶瓷、光導(dǎo)纖維閱讀P.79科學(xué)視野,1、晶體結(jié)構(gòu),三、硅單質(zhì),硅單質(zhì)有晶體和無(wú)定形兩種，晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，都是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。,硅單質(zhì),硅的晶體結(jié)構(gòu)類似于金剛石,金剛石和石墨晶體結(jié)構(gòu)圖,金剛石晶體結(jié)構(gòu)圖,石墨晶體結(jié)構(gòu)圖,硅的性質(zhì),2、硅單質(zhì),硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。,晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)(1410)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。,導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。,常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑,物理性質(zhì),原因,3、硅的化學(xué)性質(zhì),常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)反應(yīng).,Si+2F2SiF4,在加熱條件下，能跟一些非金屬反應(yīng)。,Si4HFSiF42H2,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2,（放出大量的熱，未來(lái)的新能源）,1.用來(lái)制集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體