1、巍巍昆仑山,气势磅礴的泰山,奇峰峻岭的黄山,广袤无垠的塔克拉玛干沙漠,美丽的长江三角洲,无机非金属材料的主角硅,1、写出C、Si的原子结构示意图，分析它们在结构上有何共同点？,原子结构示意图,主要化合价,+2 +4 - 4,+4,硅在地壳中的含量仅次于 。 自然界中它容易与化合，是一种亲元素。 硅元素的主要存在形式是_。,氧,氧,氧,二氧化硅和硅酸盐,一、二氧化硅和硅酸,1、二氧化硅（ SiO2 ）,（1）二氧化硅的存在,结晶形（石英晶体）无定形硅藻土,（2）SiO2的结构,SiO2的基本结构单元是_体，每个Si周围结合_个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连，每个
2、O为两个四面体所共有，即每个O跟_个Si结合。实际上，SiO2晶体是由Si和O按_的比例所组成的_结构的晶体。,四面,4,2,1:2,立体网状,金刚石的空间结构,（3）二氧化硅的用途,光导纤维,石英坩埚,石英玻璃,石英表,建筑材料,水晶和玛瑙,光导纤维,主要成分：二氧化硅,光纤通信有哪些优点呢？,1、信息量大,2、质量轻，不怕腐蚀,4、成本低,3、性能好，抗电磁干扰,（4）SiO2的性质,固体,气体,高,低,不溶,溶于水,大,Si原子和O原子按1:2 组成的立体网状结构的晶体，无SiO2分子,CO2分子,思考：为什么SiO2和CO2的物理性质相差很大？,均属于酸性氧化物,CO2 2NaOHNa
3、2CO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O,不反应,SiO2 2NaOHNa2SiO3+H2O,问题探究,1、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道是为什么吗?,玻璃的成分中含有SiO2，SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O，生成黏性的Na2SiO3，使玻璃塞打不开。,2、实验室能否用用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?,不能，会发生反应而腐蚀玻璃。 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O。应用塑料瓶。,3、一般玻璃是光滑透明的，但是也常见到一些玻璃制品，画有许多美丽的图案，这些图案是怎么绘上去的
4、？,2、硅酸（H2SiO3）,（1） 制取,（较强酸制较弱酸）,溶液变为红色溶液由红色变无色，产生白色胶状物质沉淀溶解,a、Na2SiO3溶液呈碱性；b、硅酸钠与盐酸反应生成白色胶状沉淀硅酸，硅酸是一种弱酸。,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,将硅酸钠加水溶解，滴加几滴酚酞 向硅酸钠中滴加盐酸 再滴加NaOH溶液,H2SiO32NaOH = Na2SiO32H2O,硅酸的颜色_，状态_，水溶性_，硅酸能形成_溶液。,白色,胶体,不溶,硅酸的酸性与盐酸比较，谁的酸性比较强？ 那与碳酸比较呢？如何通过实验验证你的猜想？,将CO2通入 Na2SiO3溶液中,现象：有白色
5、胶状物质产生。 结论：硅酸的酸性弱于碳酸。,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,酸性强弱比较：,HClH2CO3H2SiO3,固体,硅酸会逐渐聚合而形成胶体溶液硅酸溶胶，硅酸溶胶浓度较大时，则形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多孔。吸附水分能力强，常用作实验室和食品、药品的干燥剂，也可用作催化剂的载体。,硅胶产品,二、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界中分布极广。它们是一大类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质很稳定。,1硅酸盐组成的表示方法 （1）盐化学式法，如：硅酸钠Na2SiO3、
6、硅酸钙CaSiO3。此法用于组成较简单的硅酸盐。 （2）盐氧化物法：对于复杂的硅酸盐，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水氧化物之间用“ ”隔开。,如：Na2SiO3 Al2(Si2O5)(OH)4,Na2OSiO2 Al2O32SiO22H2O,Ca(Al2Si3O10)3H2O,CaOAl2O33SiO23H2O,2、最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3) （1）物理性质,硅酸钠是一种无色晶体，熔点高，易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”。,（2）化学性质硅酸钠的水溶液呈碱性，在空气中易吸收CO2变质，因此要密封保存 。Na2SiO3CO2H2
7、O = H2SiO3Na2CO3,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的物质可防火,实验42,（4）用途：用作黏合剂，木材或织物防火剂，肥皂填料。,3传统的三大硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥,（1）水泥,以黏土和石灰石为主要原料，石膏（调节水泥硬化速度）。,主要设备：水泥回转窑。 反应条件：高温。,（2）玻璃,以纯碱、石灰石和石英为原料 反应条件：高温 主要设备：玻璃窑,主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,（3）传统硅酸盐陶瓷,以粘土为原料，经高温烧结而成。,玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点：都在高温下发生了复杂的物理化学变化。原料都含硅，产品都含硅酸盐，且都是混合物
8、。,（4）具有特殊功能的含硅物质,碳化硅 （SiC俗称金刚砂），硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。,硅钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。,硅橡胶,用作吸附剂和催化剂,分子筛,最好的既耐高温又耐 低温的橡胶,三、硅单质(晶体硅是良好的半导体材料),1、硅的存在和状态：,（1）在自然界中硅元素只有化合态，无游离态； （2）与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。,2、物理性质 灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔沸点高，硬度大，导电性介于导体和绝缘体之间是良好的半导体。,3、化学性质,（1）常温下，硅的化学性质不活泼，除F2、HF和强碱外，硅不和其他物质起反应。,与氟气的反应 Si + 2F
9、2 = SiF4,与氢氟酸的反应 Si + 4 HF = SiF4 + 2H2 ,与NaOH溶液的反应 Si +2NaOH +H2O = Na2SiO3+ 2H2 ,（2）加热的条件下，硅能和一些非金属反应,与氧气的反应 Si + O2 = SiO2,高温,4. 硅的用途 （1）计算机芯片（2）太阳能电池板（3）制合金,材料分类,材料,无机非金属材料,金属材料,高分子材料,传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,主角：硅,纯金属,合金,合金是由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。,合金的硬度一般比它的各成分金属的大，合金的熔点比各成分金属的低。,1、铜合金,青铜、黄铜、白铜,2、钢,主要含铁和碳,
