無機(jī)非金屬材料主角-硅

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,無機(jī)非金屬材料的主角,硅,1,硅,的概況,在地殼中含量第二,： 氧,硅,鋁 鐵,2,硅,的存在與分布,存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài),分布：自然界中分布廣泛，是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素。,3,1,、,硅的原子結(jié)構(gòu),硅和碳一樣,其原子既不易失去又不易得到電子,主要形成四價(jià)的化合物,.,一,、,硅,+14,2 8 4,Si,2 4,+6,C,碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素,硅是構(gòu)成巖石和許多礦物的主要元素,4,2,、,硅的性質(zhì),硅有,晶體硅,和,無定形,硅,兩種。,晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很高，硬度大的固體。,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),5,硅,可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成,太陽能電池,，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。,半導(dǎo)體晶體管,及芯片的出現(xiàn),促進(jìn)了信息技術(shù)革命,硅,的用途,6,二、二氧化硅和硅酸,硅,是一種親氧元素,在自然界中它總是與氧相互化合的,(,與碳不同,),存在形式：,氧化物 硅酸鹽,7,1.,二氧化硅,(SiO,2,),天然硅石,結(jié)晶形,無定形,石英晶體是結(jié)晶的,SiO,2,，,無色透明的叫做,水晶,，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹慕?瑪瑙,8,石英坩堝,光導(dǎo)纖維,瑪 瑙,水晶,9,SiO,4,四面體結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了,SiO,2,具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì),10,物理性質(zhì),:_,化學(xué)穩(wěn)定性,:_,硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水,很穩(wěn)定,SiO,2,具有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何？,11,二氧化硅的化學(xué)性質(zhì),與氫氟酸反應(yīng),SiO,2,CaO,CaSiO,3,高溫,SiO,2,+ 4HF =SiF,4,+ 2H,2,O,與堿性氧化物反應(yīng),（刻蝕玻璃）,12,與強(qiáng)堿反應(yīng),SiO,2, 2OH,SiO,3,2,H,2,O,SiO,2, 2NaOHNa,2,SiO,3,H,2,O,為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,因?yàn)?堿液會(huì)跟玻璃塞中的,SiO,2,反應(yīng)，生成的,硅酸鹽會(huì)把,試劑瓶和玻璃塞粘連在一起。,13,用途：制光導(dǎo)纖維、電子工業(yè)重要部件、光學(xué)儀器、耐高溫化學(xué)儀器、利用石英晶體制造石英電子表、石英鐘等。,14,2.,硅酸,（,H,2,SiO,3,）,很弱的酸（,酸性比碳酸還弱,）,溶解度很小,如何制得硅酸？能用,SiO,2,與水反應(yīng)制得嗎？為什么？,由于,SiO,2,不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得的。,15,實(shí)驗(yàn),4-1,現(xiàn)象,結(jié)論,化學(xué)方程式,溶液呈紅色,加入鹽酸溶液紅色變淺并接近消失時(shí),有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生,.,硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應(yīng)制得的。,Na,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,+2NaCl,16,3,、硅酸鹽,硅酸鹽,是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般不溶于水,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,17,1,、,硅酸鹽化學(xué)式的氧化物表示方法,:,2,、,重要的,硅酸鹽,:,Na,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,易溶于水,其水溶液俗稱,“,水玻璃,” 、“,泡花堿”,.,書寫規(guī)則：,金屬氧化物寫在最前面，然后寫二氧化硅，最后寫水，而且氧化物之間用“,.”,隔開,硅酸鈉：,Na,2,SiO,3,可以寫成,Na,2,O · SiO,2,高嶺石：,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,鈉長(zhǎng)石,:,NaAlSi,3,O,8,正長(zhǎng)石,:,KAlSi,3,O,8,Al,2,O,3,· 2SiO,2,·,2H,2,O,Na,2,O · Al,2,O,3,· 6SiO,2,K,2,O · Al,2,O,3,· 6SiO,2,18,實(shí)驗(yàn),4-2,放入蒸餾水,放入,Na,2,SiO,3,飽和溶液,現(xiàn)象,結(jié)論,當(dāng)水分蒸發(fā)后燃燒,當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒,用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火,制備木材防火劑的原料,19,硅酸鹽的豐富性和多樣性,人面魚紋盆,20,陶瓷,日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具,21,玻璃,普通玻璃,: Na,2,O·CaO·6SiO,2,22,水泥,以黏土和石灰石為主要原料,23,具有特殊功能的含硅物質(zhì),碳化硅（金剛砂）,24,硅鋼,導(dǎo)磁性良好，用作變壓器鐵芯,25,硅橡膠,26,分子篩,具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽,27,