硅和二氧化硅(浙江省台州市)

课件42张PPT。第七章 碳族元素 无机非金属材料高一化学第二节 硅和二氧化硅 思考题（1）硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？ （2）硅有几种同素异形体？分别是什么？ （3）为什么晶体硅的熔点高、硬度大？ （4）硅的导电性怎样？5、硅的存在自然界中，硅无游离态存在只以化合态存在（以SiO2或硅酸盐的形式存在） 存在于地壳的矿物和岩石里 在地壳中，硅的含量居第二位 一、硅 (二)硅晶体的物理性质： 灰黑色 硬而脆 有金属光泽的固体 熔点、沸点高 硬度大 半导体材料硅的晶体结构硅晶体结构隧道扫描每个硅原子通过4个共用电子对 与周围4个硅原子连接， 成正四面体结构， 向空间延伸， 形成空间网状结构 是非金属单质 2、硅的晶体结构分析 (二)硅的化学性质1、硅的结构特点：硅原子最外层有4个电子， 既不容易失电子，也不容易得电子 可得4个电子，显氧化性； 可失4个电子，显还原性； 3、常温下，化学性质稳定 只与碱、氟化氢、氟气反应.不与硫酸、盐酸、硝酸等反应反应方程式： (1)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ (2)Si+2F2=SiF4 (3)Si+4HF=SiF4+2H2 ↑ 4、高温下，较活泼Si+2Cl2====SiCl4 Si+O2===SiO2 显还原性 Si+C====SiC（金刚砂) Si+2Mg===Mg2Si(离子化合物) Si+2H2====SiH4 显氧化性 高温加热高温高温高温硅晶片生产 硅芯片生产 半导体生产集成电路 硅橡胶 晶体管(三)硅的用途1、制集成电路、晶体管管、硅整流器等半导体材料 2、含硅4%的钢可制变压器铁芯 3、含硅15%的钢具有耐酸性， 制耐酸设备(四)制取和提纯高温下 SiO2+C====Si+2CO(含杂质的粗硅) Si+2Cl2====SiCl4(生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原) SiCl4+2H2====Si+4HCl(纯度高的多晶硅)高温高温高温在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，也可得到粗硅，反 应的化学方程式为 _____ 这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式_____ _____ 练习之三SiO2+2Mg====2MgO+Si Mg+2HCl==MgCl2+H2 MgO+2HCl==MgCl2+H2O高温Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4课堂小结: 硅及其化合物常温下反应物理性质：灰黑色有金属光泽、硬而脆、熔沸点高化学性质Si+4HF==SiF4+2H2Si+2F2==SiF4↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑ Si+O2====SiO2高温时：高温硅单质 二氧化硅二、二氧化硅(一)存在 硅石 玛瑙 水晶 石英 二氧化硅 分为: 晶体(石英和水晶) 无定形(硅藻土) (二)二氧化硅的晶体分析： 晶体中每个硅原子通过共价键与周围4个氧原子结合成正四面体形结构单元,硅原子之间通过氧原子连接,晶体中所有原子成一种空间网状结构 晶体的化学式为SiO2,不表示有SiO2分子组成，晶体中只有Si、O 原子，无分子(三)二氧化硅的物理性质晶体硬度大, 熔点高, 难溶于水(四)二氧化硅的性质：不活泼酸酐的特性： （1）与碱性氧化物反应 SiO2+CaO===CaSiO3 （2）与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。) （3）与盐反应SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2 ↑ （4）不与水反应 SiO2+H2O≠H2SiO3 （5）只与氢氟酸（一种酸）反应 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 高温高温现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀 (五)二氧化硅的用途①制光导纤维 ②石英玻璃制化学仪器 ③石英表、石英钟 ④水晶制光学仪器和工艺品 ⑤玛瑙制精密轴承和装饰品 硅肺病（矽肺病），是因为长期吸入SiO2粉尘引起的.注意：三、硅酸 硅酸： 硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱： Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓ H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) Na2SiO3+2HCl+H2O==2NaCl+H4SiO4 ↓制法:四、硅酸盐 (三)结构复杂 , 种类繁多 , 用二氧化硅和金属氧化 ... ...