人教版高中化学必修一 4.1 硅 课件（27张）

课件27张PPT。第1节 硅 无机非金属材料第4章 材料家族中的元素学习重点 掌握硅、二氧化硅的物理、化学性质，以及硅与二氧化硅等相关反应方程式 学习难点 碳与硅化学性质的联系和区别以及硅酸的制备。 科学视野　　美国的硅谷———�斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。 硅谷 　silicon valley科学视野问题1 硅以什么形态存在于自然界中？ 2 硅单质有几种同素异形体？ 3 硅的导电性怎样？1、只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。2、两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。3 、导电性介于导体和绝缘体之间。 远古时期，人类就懂得怎样应用硅的氧化物和硅酸盐来做玻璃、陶瓷等。但是硅的单质直到18世纪上半叶才被化学家制备出来。为什么硅单质这么晚才出现在人类生活？硅单质的问世 硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧化合的。所以在氧化氛围的地球上，硅以熔点高的氧化物和硅酸盐的形式存在。 最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）① 碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。② 硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？思考3：比较碳、硅亲合氧的能力。思考·交流硅的物理性质：1）晶体硅是灰黑色，有金属光泽， 硬而脆的固体，结构类似于金刚石 2）熔、沸点高、硬度大 3）晶体硅是良好的半导体一、认识硅 1、单质硅的物理性质晶体硅单晶硅单质硅（1）与氟气反应：（2）与氢氟酸反应：（3）与强碱溶液反应：（4）与氯气反应：（5）与氧气反应：Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4?+2H2?注：常温下Cl2、O2、H2SO4、HNO3等都不与硅起反应。2、硅的化学性质（亲氟亲碱）常温下硅只F2、氢氟酸、强碱反应。加热时能和O2和Cl2等非金属单质反应反应3.用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）高纯硅：半导体材料。集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池。 变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性）耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）制合金硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯4、工业制粗硅：粗硅提纯 Si+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温高温二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山二氧化硅硅石 玛瑙 水晶 石英 SiO2是硅最重要的化合物，天然存在的叫硅石，有晶体和无定形两大类。硅石晶体（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙 石英是结晶的二氧化硅，包括水晶（无 色透明）和玛瑙（彩色）。沙子中含有小粒的石英晶体。（一） SiO2水晶玛瑙（2）晶体结构 SiO2稳定性好，不活泼 思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？明确：防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。实验·探究2.化学性质SiO2 + CaO === CaSiO3 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O高温① 是酸性氧化物 ②特性 不与酸反应（除氢氟酸以外）玻璃花雕刻工艺SiO2 + 4HF == SiF4 ? + 2H2OSiO2 + H2O不反应SiO2 +2C === Si + 2CO ?高温③弱氧化性工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！④在高温下与碳酸盐的反应SiO2 + Na2CO3 == CO2 ? + Na2SiO3高温SiO2 + CaCO3 == CO2 ? + CaSiO3高温二氧化硅化学性质1、化学稳定性：稳定性好，除氢氟酸 ... ...