内容正文:
第三讲 无机非金属材料
模块2:新型无机非金属材料
1.硅单质
硅晶体:晶体硅和无定形硅两种同素异形体。
(1) 物理性质:熔、沸点高,硬度大,半导体。
(2)单质硅化学性质: 常温下,硅的化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硝酸、硫酸等起反应。加热时,能跟一些非金属反应,如它也能和氧气反应生成二氧化硅。
Si+2F2==SiF4 Si+4HF==SiF4+ 2H2↑ Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+ 2H2↑ Si+O2高温SiO2
硅的各种用途:半导体材料;太阳能电池。
高纯硅的制备原理
其中涉及的主要化学反应:
SiO2+2CSi+2CO↑
Si+3HClSiHCl3+H2
SiHCl3+H2Si+3HCl
[注意]碳和二氧化硅反应时,碳被氧化只能生成一氧化碳。
【典例】
1.下列物质中属于纯净物的是( A )
A. B.水泥
C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是( BD )
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.下列物质有固定熔点的是( C )
A.水泥 B.玻璃 C. D.水玻璃
2.二氧化硅和硅酸
硅是自然界中分布很广的一种元素,它的含量仅次于氧居第二位,为26.3%。
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤,约占地壳质量90%以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今,在无机非金属材料中,硅一直扮演者主角的角色。
硅位于元素周期表ⅣA,与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同
碳元素一样,其原子即不容易失去电子又不容易得到电子,主要形成四价的化合物。
硅为亲氧元素,在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在;而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物,碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。
地球上天然二氧化硅成为硅石,约占地壳质量的20%,存在形态有结晶性和无定性两种。
二氧化硅晶体模型:
将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开,并在其间夹入一个氧原子,就形成了二氧化硅的晶体。这样,每个硅原子和四个氧原子以共价键结合,形成以该硅原子为