5.3无机非金属材料硅与二氧化硅 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

硅 z 无机非金属材料的主角 — 硅 2024/3/22 3 自然奇观 岩石 岩石 沙子 土壤 4 饰品 玛瑙 水晶 5 生活实用 标题一 标题二 半导体 石英坩埚 芯片 摩天大楼 6 201X年度工作总结商务报告 硅原子的最外电子层有4个电子，既不容易得到4个电子，也不容易失去4个电子 性质不活泼，主要形成四价化合物 Si +14 8 4 2 +6 4 2 C 1. 硅元素的存在 含量：在地壳中的含量仅次于________ 存在形式：在自然界中硅全部以________态存在， ________和________ 是硅的主要存在形式。 化合 氧 硅的氧化物 硅酸盐 硅酸盐 氧化物——水晶 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 二.硅 1、物理性质 1)硅有晶体硅和无定形硅两种。 2)晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 3)硅的结构类似于金刚石,熔点和沸点都很高,硬度大 4)导电性介于导体和绝缘体之间。 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 常温下硅只F2、氢氟酸、强碱反应。 2.化学性质（不活泼） 与氟气反应： 化学方程式： Si+2F2 = SiF4 与氢氟酸反应： 化学方程式： Si+4HF = SiF4↑+2H2↑ 与强碱溶液反应： 化学方程式： Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2↑ 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 与氯气反应： 化学方程式： 与氧气反应： 化学方程式： Si+2Cl2 SiCl4 Si + O2 SiO2 与碳反应： 化学方程式： Si + C SiC 高温 加热时能和O2和Cl2等非金属单质反应 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 制备原理 制备流程 反应 方程式   用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅， 然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原。 高纯硅的制备 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 3.用途 晶体硅是良好的半导体材料,硅芯片、半导体材料、太阳能电池。 硅太阳能电池 电脑的中央处理器(CPU) 第四章 非金属及其化合物 人教版化学 二氧化硅—SiO2 1.存在 硅石 结晶形（石英） 无定形（硅藻土） 水晶（无色透明） 玛瑙（彩色条纹） 沙子 紫水晶 蔷薇石英 茶水晶 黄水晶 玛瑙 主要成份： SiO2 主要成份： SiO2 2、结构 SiO2是由Si和O按1：2的比例组成的立体空间网状结构，没有SiO2 分子存在，只存在硅氧原子。立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质。 SiO2晶体结构示意图 四面体结构 二氧化硅 物理性质： 根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？ 熔点 硬度 溶解性 溶于水 大 高 不 二氧化硅的化学性质 1、具有酸性氧化物的通性 CO2 CaO + CO2==== CaCO3 2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O 高温 SiO2 呢？ 化学性质 SiO2+H2O= SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO=====CaSiO3 高温 1、酸性氧化物 与水反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 思考： 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 4、二氧化硅的化学性质 纯净的SiO2:是制造光导纤维的主要原料 石英：耐高温化学仪器（坩埚）、石英表、石英钟 水晶：制光学仪器、高级工艺品 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品 沙子：是基本的建筑材料 二氧化硅的用途 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二氧化硅的用途 光学纤维胃镜 1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ） A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.氧化铝坩埚 C 【例1】我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是( 　 ) A．晶体硅和金刚石的物理性质相似 B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵 D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 A ① 与HF反应 2、SiO2的特性： 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品） SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O 实验室能否用玻璃瓶盛