1、第四章 非金属及其化合物,4.1 无机非金属材料的主角硅,第一课时,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公里，宽公里的长条形地带上。由于它集中了全世界0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,元素周期表,1、硅的核外电子排布结构：,2、硅在自然界的存在：,一、硅,原因：硅是亲氧元素,无游离态存在。主要以氧化物、硅酸盐的形态存在，是构成矿物和岩石的主要成分。,硅是构成岩石与许多矿物的基本元素,碳是构成有机物的主要元素,硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子
2、和土壤,约占地壳质量的90%以上.,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。 导电性介于导体和绝缘体之间。,3、硅的物理性质,4、硅的用途,硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。 作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、 晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳 能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。,二、二氧化硅（SiO2）,1.存在：天然的二氧化硅也叫硅石。其存在形态有结晶形和无定形两类。,石英,水晶,玛瑙,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,2、SiO2的正四面体结构：,3
3、、SiO2的物理性质：,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高， 不溶于水，硬度比较大。,（2）、酸性氧化物,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,4、SiO2的化学性质：,（1）与氢氟酸（HF）作用 （SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸）,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,所以，不能用磨口玻璃塞 盛碱性溶液， 如NaOH、KOH、 Na2CO3、Na2SiO3等溶液。 应用橡胶塞,SiO2制光导纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,光纤视频,玛瑙饰品,5、SiO2的用途：,晶体,晶体,无定形体,无定形体,单晶硅： 金属光泽的灰黑色固体,良好的半导体材料,金刚石,石墨,煤,正四面体 空间网状结构,正四面体 空间网状结构,很高,很高,不活泼，亲氧性强,不活泼,正四面体 空间网状结构,岩石、矿物,水晶饰品、光导纤维,与金刚石结构类似,大,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,2NaOH+SiO2=Na2SO3+H2O,不反应,不反应,空气,灭火剂 制冷剂,直线型,CO2 + H2O = H2CO3,CO2Na2O = Na2CO3,C02+2NaOH=Na2CO3+H2O,
