第1节 硅无机非金属材料 课件

课件33张PPT。 第四章 材料家族中的元素 第一节 硅 无机非金属材料 【学习目标】 1.知识技能： 掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。 了解硅、二氧化硅在信息技术材料科学领域中的应用。 2.方法与过程： 能归纳出相同类别物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质，通过“结构—性质—用�———�的学习模式，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。 3.情感态度与价值观： 通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，激发学生对高科技的浓厚兴趣。一、硅与半导体材料晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔点高，硬度大。物理性质物理性质1、硅的物理性质 现代通讯和计算机技术发展迅猛，单就广泛应用于计算机领域的半导体材料来说，请回答：最早使用的半导体材料是什么？ 现代常用的半导体材料又是什么？ 半导体材料的发展史说明了人们在选择材料时注意什么？【问题1】【问题2】【问题3】 材料的选择和广泛使用应该具备几个基本条件：来源丰富、生产工艺比较简单、比较经济以及相关的技术条件等。 除了做半导体材料外，单质硅还可以制造哪些材料？【问题4】电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。 2、单质硅的主要用途【阶段小结】 地处美国加州北部旧金山湾以南，早期以硅芯片的设计与制造著称，因而得名，后来硅谷成为世界各国高科技聚集区的代名词 。 自80年代后，世界各国都建立起自己的硅谷，如美国波士顿的“第二硅谷”、“日本硅谷”、“韩国硅谷”等。中国也不例外，有北京中关村硅谷、上海浦东硅谷和广东深圳硅谷， 浙江杭州也有一个“天堂硅谷”。 科普资料硅谷集成电路太阳能电池晶体管硅整流器变压器铁芯含硅15%硅铁合金硫酸工厂的耐酸设备含硅4%导磁性耐酸性 非金属单质的化学通性与其他非金属单质反应 与金属单质反应思考 硅具备这些性质吗? 你能写出Si与O2反应的 方程式吗？交流研讨说明： 在常温下很稳定，不易与其他物质发生反应。 在加热或高温条件下，硅能与某些非金属单质反应，如氧气 、氯气。自然界中有没有游离态的硅存在呢？3、硅单质的化学性质思考 硅的这些反应条件有何特点？能说明什么问题？【阶段小结】资料在线 地球形成之初温度很高，使得硅只能以化合态存在；由于硅属于亲氧元素, 一旦和氧结合就很难被还原，所以即便后来地球的温度下降了，硅也没能被还原成单质。硅的存在形态 硅元素常以SiO2和硅酸盐的形式存在。你知道自然界或生活中含SiO2和硅酸盐的物质有哪些？【问题5】硅矿山石英、玻璃与陶瓷；玛瑙、水晶和砂石。 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳总量的90%以上。硅26.3%居第二位硅的工业制法工业上常以SiO2为原料来制取硅，试从氧化还原反应的角度分析， SiO2应与具有_____性的物质反应才能得到单质硅？还原氧化剂还原剂注意： 1、条件是高温。 2、碳被氧化为CO。 3、制得的硅为粗硅。 话说粗硅从电炉里诞生后，踌躇满志，心想，我得为人类做点事情。于是，他想到半导体材料需要他，便去应聘。不想，却被“半导体老总”拒之门外。粗硅十分苦闷，怎么也想不通自己为什么不被录用。同学们，你能帮粗硅分析一下原因吗？你能帮他竞聘成功吗？ （提示：通过教材“练习与活动” P114T2（1）（2）①，归纳粗硅提纯的“三部曲”。 请用三个化学方程式表示）【问题6】“半导体老总” 想录用99.999999%的高纯硅。 粗硅： 纯硅：粗硅提纯三部曲：【教材P114T2】二、二氧化硅与光导纤维二氧化硅广泛存在于自然界中。 沙子、石英、水晶的主要成分就是二氧化硅。1、SiO2的存在和物理性质：SiO2的物理性质： (1)无色晶体；(2)不溶于水； (3)熔点高； (4)硬 ... ...