高中化學(xué)《無機非金屬材料的主角硅》：課件三（19張PPT）（人教版必修1）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第一講 無機非金屬主角 硅 Si元素 硅在地殼中的含量僅次于氧 為26 3 全部以 態(tài)存在 硅元素位于元素周期表中的第 周期 族 其原子結(jié)構(gòu)示意圖 硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖 其原子既不易失去又不易得到電子 主要形成四價化合物 1 Si在自然界中的存在形態(tài) 2 Si在自然界中的存在形式 3 Si在周期表中位于 4 C Si原子的最外電子層上有4個電子 畫出C Si原子的結(jié)構(gòu)簡圖 其原子既難失去電子又難得到電子 難于形成陰 陽離子 主要形成4價的化合物 SiO2和硅酸鹽 C 2 4 4 Si 4 4 化合態(tài) 5 主要化合價 第IVA族第3周期 Si元素 一 SiO2及硅酸1 二氧化硅 是酸性氧化物 具有酸性氧化物的通性 高溫 a 不能與水化合 b 與堿性氧化物化合 SiO2 CaOCaSiO3SiO2 Na2ONa2SiO3 C 與堿反應(yīng) SiO2 2NaOHNa2SiO3 H2O 注意 盛堿溶液的試劑瓶一般用橡膠塞 不能用玻璃塞 為什么 高溫 與HF反應(yīng) SiO2 4HFSiF4 2H2O 注意 一般用塑料試劑瓶盛氫氟酸 不能用玻璃試劑瓶 為什么 用于雕刻玻璃 弱氧化性 SiO2 2CSi 2CO 高溫 Si CSiC 金剛砂 高溫 SiO2 3CSiC 2CO 高溫 SiO2 2MgSi 2MgO 高溫 SiO2 4MgMg2Si 2MgO 高溫 與Na2CO3等反應(yīng) SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 高溫 高溫 制光導(dǎo)纖維 石英玻璃 石英鐘表等 制造電子工業(yè)中的重要部件 光學(xué)儀器 高級工藝品 眼鏡片 精密儀器 軸承 耐磨器皿等 制作裝飾品 5 SiO2的用途與危害 在隧道開鑿 石英粉加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵 人長期吸入含有二氧化硅的粉塵 就會患硅肺病 舊稱矽肺 危害 用途 二氧化硅和二氧化碳的比較 CO2 SiO2 表示二氧化碳分子及其組成 表示二氧化硅晶體中硅氧原子個數(shù)比 氣態(tài) 固態(tài) 很小 很大 可溶于水 不溶于水 很低 很高 高溫 穩(wěn)定 很穩(wěn)定 CO2 H2O H2CO3 不反應(yīng) CO2 CaO CaCO3 SiO2 CaO CaSiO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 不反應(yīng) SiO2 4HF SiF4 2H2O 化學(xué)性質(zhì) 高溫 SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2 SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2 高溫 高溫 CO2 C 2CO 高溫 SiO2 2C Si 2CO CO2 H2O Na2CO3 2NaHCO3CO2 H2O CaCO3 Ca HCO3 2 二氧化硅晶體結(jié)構(gòu) 二氧化硅 109 28 180 在二氧化硅晶體中 一個硅原子跟4個氧原子結(jié)合 同時每個氧原子跟兩個硅原子結(jié)合 實際上 二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子按1 2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 它的熔點 1723 沸點 2230 高 硬度大 不導(dǎo)電 難溶于一些常見的溶劑 Si O 二氧化硅晶體結(jié)構(gòu) 2 硅酸 H2SiO3 H2SiO3是SiO2的對應(yīng)水化物 SiO2是H2SiO3的酸酐 是一種不溶性酸 是一種白色固體 其酸性比H2CO3還弱 1 制法 可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng) 滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色 再滴入稀鹽酸 溶液紅色變淺至無色 同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a Na2SiO3溶液呈堿性 b 可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸 c 先形成硅酸溶膠 后形成硅酸凝膠 d 靜置則形成硅酸沉淀 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 2 酸性太弱 只能與強堿發(fā)生中和反應(yīng)H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 3 不穩(wěn)定 比H2CO3穩(wěn)定 受熱易分解 用H2CO3可制得H2SiO3 可證明H2SiO3的酸性比H2CO3弱 SiO32 H2O CO2 CO32 H2SiO3 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 SiO32 2H H2SiO3 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 3 硅酸鈉 Na2SiO3 俗名叫泡花堿 白色固體 易溶于水 其水溶液俗名叫水玻璃 2 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 一般不溶于水 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 1 由硅 氧和金屬元素組成的化合物的總稱 二 硅酸鹽 先變干 后燃燒 僅變干 不燃燒 Na2SiO3溶液可作木材 紙張的防火劑 水玻璃是無色粘稠的液體 不能燃燒 不易被腐蝕 熱穩(wěn)定性強 可用作肥皂填料 木材 織物的防腐劑和防火劑 建筑 紙張的黏膠劑 2 氧化物化學(xué)式法 金屬氧化物 低價 高價 二氧化硅 水 1 鹽化學(xué)式法 如 Na2SiO3 CaSiO3 K2SiO3等 4 硅酸鹽組成的表示方法 滑石 3MgO 4SiO2 H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 石棉 3MgO CaO 4SiO2 高嶺石 黏土 Al2O3 2SiO2 2H2O 如 能表示成鹽的形式嗎 Si 109 28 返回 晶體硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似 也是由一個硅原子與4個硅原子結(jié)合形成正四面體 許多這樣的正四面體向周圍空間延伸形成空間網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu) 但由于硅原子半徑比碳原子半徑大 所以 其熔沸點要比金剛石低 硬度要比金剛石小 1 晶體結(jié)構(gòu) 三 硅單質(zhì) 硅單質(zhì)有晶體和無定形兩種 晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似 都是具有正四面體結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 3 化學(xué)性質(zhì) 常溫下 硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 除F2 HF和強堿外 硅不跟其它物質(zhì) 如O2 Cl2 H2SO4 HNO3等 反應(yīng) 晶體硅是帶有金屬光澤 灰黑色 硬而脆的固體 熔 沸點高 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 2 物理性質(zhì) 1 常溫下能發(fā)生的反應(yīng)Si 2F2 SiF4Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 生氫劑 4 用途 晶體硅可用來制造集成電路 晶體管 整流器等半導(dǎo)體器件和光電池 硅芯片是各種計算機 微電子產(chǎn)品的核心 硅還可以用于制造鋁合金 鐵合金等 5 硅的工業(yè)制法 高純硅的一般純度要求達(dá)到99 9999 甚至達(dá)到99 9999999 以上 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全