《無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅》課件

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1、第四章非金屬及其化合物 第一節(jié)無(wú)林殊僉爲(wèi)制料的圭角 M ? Si元素在地殼中的含量排在第幾位? 鉀匕47% 其他1L 20啊一 7/73% -鐵4.75% 鈣 3.45% -鈉 2 r 74 % 知識(shí)窗 硅在地殼上的含量?jī)H次于 氧，硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成 了地殼中大部分的巖石、沙子 和土壤約占地殼的90 %以上 www. 3Li an. com 1^1

2、 主要成份： ■ SiOo ? 主要成份: SiO2 fv 21COM [?比厶.冷、”、 思考、討論：C、Si原子結(jié)構(gòu)相似, 那么C、Si性質(zhì)一樣么？ C 14 \8 \2 S \硅單質(zhì)

3、 在自然界中，沒(méi)有游離態(tài)的硅，只有 1、存在:化合態(tài)的硅。單質(zhì)硅有晶體硅和無(wú)定 形硅兩種。 2物理悴馬晶體硅的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金剛石，熔點(diǎn) 、劭埋圧庾：(1410C)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o 3、化學(xué)性質(zhì)：在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)可歸納為“親氟親堿” 即常溫下可以和尸2、HF、NaOH溶液反應(yīng)，但與 。2、Cl2> H2SO4、HNO3都不反應(yīng)，所以常溫下 硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑 常溫下 Si+F2 = SiF4 Si+HF = SiF4^ + H2T Si+2NaOH+H2O = NaSiO3+ 2H2f 加熱時(shí) S + 02 === S2 Si

4、+ Cl2 === SiCI4 4、制法SiO2 咼溫 + 2C === Si + 2C0f 硅單質(zhì) 5 ?用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間提 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(yáng)能電池 電腦的中央處理器（CPU）  晶體結(jié)構(gòu) 晶體硅、無(wú)定形 空間構(gòu)型：正四面體 色：金屬光澤 物理性質(zhì) 態(tài)：灰黑色固體 Si 熔點(diǎn)：高（1410C） 硬度：大質(zhì)脆 常溫下不活潑，與HCL、％ SO八 hno3都不反應(yīng) 化學(xué)性質(zhì) 常溫下只能與H F、N a 0 H溶液反應(yīng) 高溫下可發(fā)生一些列反應(yīng) Si+C=SiC Si+O2= SiO2

5、 Si+2CI2=SiCI4 用途：半導(dǎo)體材料、光電池材料、信息技術(shù)材料 二、二氧化硅 1 ?二氧化硅（Si。?） 閱讀、思考： 地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì) 量的12 %.存在形態(tài)有結(jié)晶形和無(wú)定形 兩大類(lèi)，統(tǒng)稱(chēng)硅石。 石英 水晶f無(wú)色透明 石英 I I瑪瑙一?具有彩色環(huán)帶狀 結(jié)晶的SiC>2 或?qū)訝畹? 水晶活環(huán)瓶（漬）故宮博物院?jiǎn)筛?9?4厘米 

6、 瑪瑙 二氧化硅的用途 字臉宇便用的石英拎胡 息高違乞路的骨杲 右芙無(wú)茅好紅 光學(xué)纖維胃鏡 用光導(dǎo)纖維做手術(shù), 木用開(kāi)力 Aegean Crystal 思考與交流：請(qǐng)同學(xué)們思考P76的問(wèn)題并 和前后左右的同學(xué)進(jìn)行交流。 Si。?具有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何? 請(qǐng)將你的認(rèn)識(shí)寫(xiě)在下面橫線(xiàn)上， 晝硬堆竦的固體，竦沸點(diǎn)比較富， 物理性質(zhì): 不嫁于水，硬度比較

7、大。純凈902 工 ■采 HNO3、HF 發(fā)生反應(yīng)？ 結(jié)論：可以與氫氟酸反應(yīng)，放出氣體 ? SiO2 + 4HF = SiF4 f + 2H2O 快樂(lè)體驗(yàn)： 試一試怎樣能在玻璃上雕刻花紋。 （玻璃的主要成分是00 ） 設(shè)問(wèn)：co2wsio2作為酸性氧化物能與 哪些物質(zhì)反應(yīng)？ 1、與堿性氧化物反應(yīng) 曰 SiOo + CaO — CaSiO 2、與堿反應(yīng) SiO2 + 2Na

8、OH=Na2SiO3+H20 田老 實(shí)驗(yàn)室盛放堿液的試劑瓶用橡膠塞 心、方 而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？ 3、SiO2與其他物質(zhì)的反應(yīng) SQ2 + Na2CO3 ^ Na2SiO3 +CQ2f 咼溫 SQ2+ eaCO3==CaSIO3*CO2T SiO2+2C==Si+CO? :氧化碳和二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)及用途比較 二氧化碳 二氧化硅 狀 態(tài) 氣態(tài) 固態(tài) 物i 理性質(zhì) 熔沸點(diǎn)低 熔沸點(diǎn)高、硬度大（ 化 學(xué) 性 質(zhì) 與水 CO2+H2O=H2CO3 不反應(yīng) 1 與堿 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2 + 2

9、NaOH = Na2SiO3 + H O / CO2+ Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3 高溫 ) SiO2+CaO=CaSiO3 與酸 SiO2 + 4HF=SiF4T+ 2H2O 用途 人工降雨，滅火等 裝飾、石英堆竭、光纖等 gf — J||— Jf f 光導(dǎo)纖維 石英啊二 ― 制晶體硅 iO2 思考、討論：C、Si原子結(jié)構(gòu)相似, 形成的氧化物CO2、SiC)2性質(zhì)

10、卻 有很大的差別，另什么血？ C02的存在是以分子形式存在的 SiO2的存在是以原子形式存在的 練習(xí) A、B、C、D、E、代表單質(zhì)或化合物，他們之間的轉(zhuǎn)化 關(guān)系如圖所示，A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單 質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛是相似。 A+E 加碳 高溫 加氧化鈣〒???-?? 高溫 d+h2 請(qǐng)?zhí)羁眨?、形成單質(zhì)A的原子結(jié)構(gòu)示兎 合價(jià)為乂 -H41284 ］打了的最高化 2、B的化學(xué)式』102 B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式 SQ2+2C “ S8*CQ)t \ - 亠S