《无机非金属材料的主角—硅》课件2VIP专享VIP免费

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅石英岩水晶玛瑙沙子金属在地壳中的含量12345678910氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅单质的性质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。物理性质半导体材料1、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与氧气/氯气反应Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2常温下可以跟F2，HF，NaOH反应化学性质Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4Si+4HF=SiF4+2H2硅的工业制法制粗硅：SiO2+2C===Si+2CO↑氧化剂：SiO2高温还原剂：C（粗硅）硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯：提纯：Si+2Cl2=SiCl4（粗硅）SiCl4+2H2=Si+4HCl（高纯硅）高温高温硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等。此外，硅合金的用途也很广。如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用于制造耐酸设备。硅的用途二氧化硅石英坩埚光导纤维纯净的二氧化硅是六方柱状的透明晶体原子晶体玛瑙水晶坚硬、难溶固体物理性质1、酸性氧化物:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+H2O===SiO2+CaO===CaSiO3高温2、氧化性:SiO2+2C===Si+2CO↑高温化学性质但不能与水反应生成对应的酸3、特殊性质:与氢氟酸反应—雕刻玻璃SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O不能用玻璃塞的原因!!坚硬、难溶固体思考1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?SiO2＋2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O2、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么吗?二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类与碱性氧化物反应与碱反应与水反应与HF反应均属于酸性氧化物CaO＋SiO2CaSiO3高温CO2＋2NaOH＝Na2CO3+H2OSiO2＋2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2＋H2O＝H2CO3不反应不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCO2＋CaO＝CaCO3高温1、Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2+2C=Si+2CO↑(高温条件下)2.非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑3.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF=SiF4+2H2↑4.非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。5.SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3和H4SiO4。6.非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。7.酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O硅与二氧化硅的特性硅酸---------不溶于水，弱酸(比碳酸弱)制取：强酸制弱酸Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3思考:写出用盐酸和硅酸钠制取硅酸的方程式Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3简介:硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后形成的多孔状固体，对水等极性物质都有极强的吸附作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂。H2SiO3＝SiO2+H2O(表现硅酸的不稳定性)硅酸盐---------多数不溶于水1、硅酸盐化学式的氧化物表示2、重要的硅酸盐:Na2SiO3Na2SiO3易溶于水,其水溶液俗称“水玻璃”、“泡花碱”，常用于作粘合剂。钠长石:NaAlSi3O8正长石:KAlSi3O8Na2O·Al2O3·6SiO2K2O·Al2O3·6SiO2水泥、玻璃、陶瓷以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业。以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。普通水泥的主要成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2）硅酸二钙（2CaO·SiO2）铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。一、水泥工业2、反应原理1、主要原料：纯碱、石灰石和石英。3、成份：二、玻璃工业Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起所得到的混合物。4、重要性质：玻璃在常温下呈固态，没有固定的熔点，受热时在一定的温度范围内逐渐熔化几种常见玻璃简介普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃红玻璃化学仪器玻璃如试管等光学仪器玻璃...