《第一節(jié)-無機非金屬材料的主角-硅》課件

第四章非金屬及其化合物SiClSNSupergao《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》1.在一發(fā)現(xiàn)的100多種元素中，除稀有氣體外，非金屬元素只有10幾種，位于周期表右上部。2.地殼中含量最多的元素氧和硅，空氣中含量最多的元素氮和氧。3.人類活動所產(chǎn)生的影響大氣質(zhì)量的氣態(tài)氫化物主要是非金屬氧化物，如SO2、NO2、CO等。4.人體必需的食用鹽-----氯化鈉中含有氯元素。5.本章重點討論的非金屬元素----硅、氯、硫、氮及其化合物引言《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》

第一節(jié)無機非金屬材料的主角

——硅第一課時Supergao《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》硅元素(silicon)在地殼中的含量氧48.6%硅26.3%鋁7.73%鐵4.75%鈣3.45%鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%氫0.16%其他1.20%硅26.3%《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。

《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》1、存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)2、分布：自然界中分布廣泛，在地殼中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素。一、硅單質(zhì)《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》Si最外層電子數(shù)是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要顯幾價？正四價（+4價）思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？+142843、原子結(jié)構(gòu)《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》4.物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)類似金剛石，為硬而脆的灰黑色固體,熔點高,硬度大?！兜谝还?jié)_無機非金屬材料的主角——硅》5.用途

晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅太陽能電池利用硅的半導(dǎo)體性能，制成光電池，將光能轉(zhuǎn)化為電能?！兜谝还?jié)_無機非金屬材料的主角——硅》6、硅的工業(yè)制法：

粗硅：

純硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高溫Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高溫《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》太陽能電池《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》電腦的中央處理器（CPU）硅芯片的使用，使計算機的體積已縮小到筆記本一樣大小了?！兜谝还?jié)_無機非金屬材料的主角——硅》大規(guī)模集成電路《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》

硅的用途非常廣泛，可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制太陽能電池，制鋁合金、鐵合金等多種合金。硅芯片《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》

在美國舊金山，有個最大的高科技工業(yè)園區(qū)，稱之為“硅谷”，它是現(xiàn)代電子工業(yè)和計算機發(fā)展的基地。這說明硅在電子工業(yè)革命中起著非常重要作用。以硅為基礎(chǔ)而制成的晶體管是計算機的心臟。

硅在電子工業(yè)中重要作用《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》二氧化硅(SiO2)

二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。是一種堅硬難熔的固體。硅石硅礦山《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》1.二氧化硅的存在二、二氧化硅二氧化硅晶體(石英)水晶瑪瑙硅石(天然)結(jié)晶形無定形《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》水晶晶體二氧化硅《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》瑪瑙瑪瑙《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》無定形二氧化硅《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》SiO二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖2.二氧化硅的結(jié)構(gòu).SiO2原子晶體科學(xué)視野《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》SiO二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定

《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》二氧化硅物理性質(zhì)問題：二氧化硅有哪些物性？化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定嗎？依據(jù)是什么？這些性質(zhì)由和決定？堅硬難熔的固體，熔沸點比較高，不溶于水，硬度比較大?；瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑。3.思考交流問題：實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起?！兜谝还?jié)_無機非金屬材料的主角——硅》4.二氧化硅化學(xué)性質(zhì)

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3

高溫

（1）酸性氧化物離子反應(yīng)：SiO2+2OH—==SiO3

2-+H2O

特殊性：不能與水反應(yīng)（2）不與酸反應(yīng)（除氫氟酸以外）SiO2+4HF==SiF4

+2H2O玻璃花雕刻工藝和我們化學(xué)有什么深厚的合作關(guān)系？《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)物理性質(zhì)熔沸點高、硬度大熔沸點低硬度小與水反應(yīng)

不反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3與堿反應(yīng)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3與酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

不反應(yīng)與碳反應(yīng)SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2CO高溫高溫高溫《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》5、二氧化硅的用途由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能加上SiO2在自然界的廣泛存在，因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用。《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》光學(xué)纖維胃鏡《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》

①石英制品《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》②水晶石英、瑪瑙《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》③二氧化硅用來制光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維就是比頭發(fā)絲還細的、能傳導(dǎo)光信號的玻璃絲。制造光導(dǎo)纖維的材料就是二氧化硅。光導(dǎo)纖維主要用于通訊、傳感、測量等，光纖通訊的優(yōu)點就是通信容量大，一對光纖上可同時傳送3萬門電話。

《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》三.硅酸(H2SiO3)現(xiàn)象結(jié)論反應(yīng)式

Ｐ76實驗４－１觀察現(xiàn)象并填寫下表滴入酚酞溶液顯紅色，再滴入鹽酸紅色消失，并有透明膠狀物質(zhì)生成Na2SiO3溶液呈堿性，與酸反應(yīng)生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl1、制備:可溶性硅酸鹽（如Na2SiO3）與酸反應(yīng)

《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》（1）硅酸的制備Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（2）硅酸的性質(zhì)①物理性質(zhì):白色,膠狀,不溶于水的物②化學(xué)性質(zhì):弱酸性酸性比碳酸弱.

H2SiO3+2NaOH=2H2O

+Na2SiO3③不穩(wěn)定性H2SiO3===H2O+SiO2加熱Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓（3）用途：可作干燥劑和催化劑的載體《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》四、硅酸鹽硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)化合物，一般都不溶于水。1.含義：硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。2.硅酸鹽的表示方法：①化學(xué)式法：硅酸鈉：Na2SiO3硅酸鈣：CaSiO3②氧化物法：硅酸鈉：Na2O·

SiO2硅酸鈣：CaO·SiO2《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》高嶺石：Al2O3

·

2SiO2·2H2O石棉：CaO

·

3MgO·4SiO2

沸石：Na2O

·Al2O3

·

3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3

·

6SiO2·2H2O長石：K2O·

Al2O3

·

6SiO2

水泥：3CaO

·SiO2·

2CaO·SiO2

玻璃：Na2O

·CaO·

6SiO2粘土：Al2O3

·

2SiO2·2H2O《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》t《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其水溶液俗稱為水玻璃，硅酸鈉不能燃燒且不易受腐蝕，可用作肥皂填料、木材防火劑等。3.硅酸鈉（Na2SiO3）《第一節(jié)_無機非金屬材料的主角——硅》關(guān)于硅酸鹽說明：1.除硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸銨以外均難溶于水2.硅酸鈉是常見的可溶性硅酸鹽之一，俗稱泡花堿；它的水溶液俗稱水玻璃，是一種粘合劑；硅酸和二氧化硅的制備：[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,