無機非金屬材料的主角硅PPT課件

1、第_節(jié)無機非金屬材料的主角一硅硅的存在與分布圖41硅的廣乏存在X1存在:硅是親氧元素,沒有游離態(tài),只有化合態(tài)（以 氧化物和硅酸鹽的形式存在） 分布:自然界中分布廣泛,是構(gòu)成礦物和巖石的基本從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識硅碳是構(gòu)成有機物 的主要元素硅是構(gòu)成巖石廻許 多礦物的主要元素硅和碳一樣，其原子既不易失去電子，也不易得到電 子，所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，主要形成四價化合物.、硅單質(zhì) 硅有晶體硅和無定形碓兩種同素異形體物，性:仁灰黑色，有金屬光澤，硬而脆的固體2、熔點高、硬度大化性:硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下，與氫氟酸、氟氣、強堿 反應(yīng)。加熱情況下,也能跟一些非金屬（Cl2。2）反應(yīng)。1. 與氟化反應(yīng)：Si+2

2、F2=SiF42、與氫WL酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF4f+2H2 f3 .與強破溶液反應(yīng):Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 f4. 與氯化反應(yīng)：Si+2Cl2=SiCI45、與氧化反應(yīng)Si+oJiSiO7晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)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.硅太陽能電池電腦的中央處理器（CPU）純硅的制備課本P81 9T二、二氧化硅（SiO2）1 V存在：水晶SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。結(jié) 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。SiO四面體結(jié)構(gòu)U!2.結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)決定了 sq具有優(yōu) 覆的物理和 化學(xué)性質(zhì)每1個Si原子周圍結(jié)合4個

3、O原子，Si在中心Q在四個頂角。 同時每1個O原子周圍結(jié)合2個Si原子相結(jié)合。二氧化硅中氧原子與硅原子個數(shù)比為2： X用Si。?來表示 二氧化硅的組成，表示O與Si的原子個數(shù)比，不是分子式是化學(xué)式。物理性質(zhì):硬度大、熔點高、難溶于水化學(xué)穩(wěn)定性:通常條件下，很穩(wěn)定3、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)(通常很不活潑)1、具有酸性氧化物的通性(1)與強堿反應(yīng)生成鹽和水SiO2 + 2NaOH 工帆沁 +H20 硅誡鈉(有粘性，其溶液俗稱水玻璃)(2)與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽杼曰SiO2+ CaO = CaSiO3實驗室盛裝NaOH溶液的試劑 瓶用橡膠塞而不用玻璃塞NaOH溶液能與玻璃中的Si。?反應(yīng)生成Na2SiO

4、3,使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞O2、特匚與氫氟酸HF反應(yīng)SiO2 + 4HF = SiF4t+2H20此反應(yīng)常用于雕刻玻璃思考:實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸?HF能腐蝕玻璃因此，盛裝氫氟酸不能用玻 璃試劑瓶而要用塑料瓶。二氧化硅和二氧化碳的性質(zhì)比較二氧化碳co2二氧化硅SiO2狀態(tài)氣態(tài)固態(tài)熔沸點硬度熔沸很低熔點高，硬度大水溶性能溶于水不溶于水化與水反應(yīng)co2 + h2o = h2co3不能反應(yīng)學(xué)與堿反應(yīng)C02+2NaOH=Na2CO3+H20 S，O2+2NaOH=Na2SiO3+H2O性高溫圧與堿性氧化物 質(zhì)反應(yīng)CO2+Na2O=Na2

5、CO3SiO24- CaO =CaSiO3與酸能與氫氟酸反應(yīng)用途人工降雨，滅火,飲料等P75,圖 4-54. 的用進獺就那站軸坍融羅訓(xùn)嫦栗一朕務(wù)陽光導(dǎo)纖維用光導(dǎo)纖維做 無開刀手術(shù)現(xiàn)代通信用光纜光學(xué)纖維胃鏡皿1.片心廠1蓑國fSte公司超緩旦WH支術(shù)-託目笄HI手冷挨口光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈三、W(H2SiO3 )硅酸是一種白色粉末狀的固體，它 不溶于水；是一種弱酸，酸性比碳 酸還弱，不能使指示劑變色。二氧化硅難溶于水，又不與水反應(yīng)，那么，如何制得硅 酸呢？實驗探究in實驗牛1：向飽和Na2SiO3溶液中滴入酚St 再滴入稀鹽酸現(xiàn)象滴入酚駄潘液呈紅色滴入鹽酸有凝膠產(chǎn)生結(jié)論方程式 Na2SiO3溶液呈堿

6、性 硅酸難溶于水Na2SiO3+2HCI = H2SiO3 +2NaCIA生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠（能流動）, 當(dāng)硅酸的濃度較大時，就會形成硅酸凝膠（不能流 動）,硅酸凝膠經(jīng)過干燥脫水就形成硅膠。催化劑的載體。A硅膠的用途： 干燥劑（吸水）， 吸附劑（多孔），|RjNa2SiO3溶液中通如CO?也可生成H2SQ3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3iSiO32 + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3H2CO3可制得H2SiO3 ,可證明H2SiO3 的酸性比h2co3弱。四.硅酸鹽I1是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一

7、般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很 穩(wěn)定。硅酸鈉（NazSiO）其水溶液俗稱水 玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原 料。實驗42放入蒸餡水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象當(dāng)水分蒸 發(fā)后燃燒當(dāng)水分蒸發(fā)后 不易燃燒結(jié)論用水玻璃浸泡過的木材或織%制備木材防火劑的原料2、硅酸鹽組成表示活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物SiO2-H2O硅酸鈉（NSiOs）Na2O -SiO2鎂橄欖石（MSiOP2MgO -SiO2CaOAI2O3-3SiO2-3H2OK(Al3Si3O10)(OH)20K2O-3A12O3-6SiO2-2H2O3、硅酸鹽產(chǎn)品一傳統(tǒng)無機非金屬材料-陶瓷玻璃水泥 I陶瓷 f硅酸鹽產(chǎn)品|彳生產(chǎn)原料：黏土（A1

8、2（）32SiO22H2O ）生產(chǎn)設(shè)備：陶瓷窯生產(chǎn)過程：混合-成型-干燥-燒結(jié)-冷卻主要性質(zhì)：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型生產(chǎn)原料：純堿、石灰石、石英(Na2CO3 CaCO3 SiO2)生產(chǎn)設(shè)備：玻璃窯反應(yīng)原理：SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2?SiO2 + CaCO3高溫CaSiO3 + CO2t主要成分：Na2SiO3 CaSiO3 SiO2玻璃有色玻璃加入了不同的金屬氧化物鋼化玻璃普通玻璃加熱接近熔化再急速冷卻生產(chǎn)原料：石灰石、黏土(CaCO3 Al2O3-2SiO2-2H2O )生產(chǎn)設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯主要成分：3CaO SiO22CaOSiO23CaOAl2O3具有特殊功能的含硅物質(zhì)1.碳化硅（Sic俗稱金剛砂）”具有金 剛石的結(jié)構(gòu)。硬度很大 用作砂紙、砂 輪的磨料。編N-gggB為S5SMM滋吟曲曲比 m?旳： 瞬井匕文、，紘總.：、冷 y 川”皿a嚴(yán)念紀(jì)罷驛: 口5氷低宓：*-“如,2.硅鋼（鐵合金）_導(dǎo)磁性良 好,用作 變