1、启东中学 陈金春,第一节 无机非金属材料的主角硅,第四章 非金属及其化合物,5元,5000元,价值5元的沙子,点沙成金,价值5000元的芯片,SiO2,Si,硅光电池,大规模集成电路（芯片）,晶体硅是信息技术和 光电产业的关键材料。,硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。,硅元素(silicon)在地壳中的含量,氧48.6%,硅26.3%,铝7.73%,铁4.75%,钙3.45%,钠2.74%,钾2.47%,1. 硅的原子结构示意图：,最外层均为 个电子，既不容易得到电子也不容易失去电子，主要形成 价的化合物。,一、硅的原子结构及在自然界中存在,4,+4,4,2.硅是一种 元素，
2、自然界中无游离态的硅，硅主要以熔点很高的 及 的形式存在于地壳的各种矿物和岩石中。,亲氧,氧化物,硅酸盐,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，约占地壳质量的90%以上。,结晶形（俗名石英） 无定形硅藻土,水晶 玛瑙,1. SiO2存在,形态,无色透明,彩色环带或层状,建筑上用的沙子也是石英晶体。,二、二氧化硅,水晶,玛瑙,2. SiO2用途,装饰品,石英坩埚,光导纤维,石英手表,光学仪器,耐磨器皿,精密仪器轴承,2. SiO2用途,光导纤维信息高速公路的骨架,光导纤维是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝，主要成分就是二氧化硅。 光纤通讯的优点：传输频带宽，速率高。传输损耗
3、低，距离远。保密性好，不易被窃听或截获数据。 一对光纤可同时传送3万门电话。,熔点高、硬度大、难溶于水的固体,联想沙子、水晶,3. SiO2物理性质,实验室中盛放碱液的试剂瓶塞与盛放其它溶液的试剂瓶塞有何不同？（玻璃成分中含有SiO2）,观察与思考：,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O,4. 化学性质,与CO2相似,(1) 具有酸性氧化物的性质,与强碱反应,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞而不用磨口玻璃塞？,因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。,4. 化学性质,4. 化学性质,(1) 具有酸性氧化物的性质,与碱性氧化物反
4、应,SiO2与CO2都是酸性氧化物，请根据酸性氧化物的通性，预测SiO2还能与哪些物质反应？,注意：SiO2不能与H2O反应,谁 是 玻 璃 的 “刻” 星 ？,(2) SiO2的特性,因为玻璃中含有SiO2会与氢氟酸反应生成SiF4。 常用塑料瓶盛装氢氟酸。,为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸? 常用什么瓶保存?,注意：SiO2只HF反应，与其他酸不反应。,SiO2和H2O能否直接 化合生成H2SiO3？,三、硅酸(H2SiO3),不能，SiO2不能与H2O反应,怎样制备H2SiO3呢？,通过可溶性的硅酸盐与其他酸反应制备,学生实验4-1,溶液呈红色,有白色胶状物质生成,Na2SiO3 + 2HC
5、l = H2SiO3 (胶体)+ 2NaCl,强酸制弱酸原理（酸性:HClH2SiO3）,硅酸 H2SiO3,硅酸溶胶（胶体溶液）,硅酸凝胶 (透明、胶冻状),硅酸干凝胶硅胶,干燥脱水,硅胶 mSiO2nH2O,硅胶(mSiO2.nH2O）的形成,（1）物理性质：白色胶状，不溶于水,（2）化学性质：,酸性比碳酸弱,与强碱溶液反应：H2SiO3 + 2NaOH =Na2SiO3 +2H2O,硅酸的性质,酸性：H2CO3H2SiO3,实验装置有什么不足？,除去挥发的HCl,硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,硅胶的用途,为什么硅是无机非金属材料的主角呢？,含量高，原料易得,用途广泛,优良的物理和化学性能,硅,欢迎各位专家批评指正！,谢 谢！,2019年1月21日星期一,
