高中化学知识点—硅和硅酸盐工业

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高中化学常考知识点单质硅(2024)

高中化学常考知识点单质硅(2024)

引言:化学是一门研究物质组成、结构、性质及其变化规律的学科,而化学常考的知识点是高中学生必须掌握的重要内容。

本文将继续介绍高中化学中常考的知识点之一:单质硅。

硅是一种非金属元素,其在自然界中广泛存在且具有重要的应用价值。

本文将从硅的性质、制备方法、应用领域等方面展开介绍。

概述:单质硅是一种具有非金属性质的元素,其化学符号为Si,原子序数为14。

硅的原子结构和碳非常相似,都具有四个价电子,因此具有机械性能稳定、化学性质较为活泼等特点。

单质硅在化工、材料科学以及电子工业等领域有着重要的应用价值。

正文内容:一、硅的物理性质1.密度硅的密度约为2.33g/cm3,相对于其他元素来说比较轻。

2.熔点和沸点硅的熔点约为1414℃,沸点约为3265℃。

硅的熔点较高,这是因为硅原子之间存在较强的共价键,难以破坏。

3.硬度硅具有较高的硬度,其摩氏硬度约为7,比较接近于金刚石的硬度。

4.熔化能硅的熔化能较大,即使在高温下也不容易熔化,这使得硅在高温环境下仍然具有较好的稳定性。

二、硅的制备方法1.碳热法制备碳热法是最常见的硅的制备方法之一,其主要步骤包括将二氧化硅和石墨混合,然后在高温下进行还原反应,单质硅。

2.氧化还原法制备氧化还原法是另一种常用的硅的制备方法,其主要步骤包括将硅化合物与氧化剂反应,产生二氧化硅,随后通过还原反应将二氧化硅还原为单质硅。

三、硅的应用领域1.半导体材料硅是最主要的半导体材料之一,广泛应用于电子工业中。

硅材料的半导体性质使得其在集成电路、太阳能电池、光纤等领域具有重要的应用。

2.耐热材料由于硅具有较高的熔点和熔化能,因此硅材料常被用作耐高温材料。

硅材料的应用范围包括高温炉、航天器、核电站等高温环境中的结构材料。

3.化工领域硅材料还广泛应用于化工领域中。

硅烷、硅酸盐等化合物是制备硅材料的重要原料,它们在合成高分子材料、电子化学品、硅胶等方面有着重要的应用。

4.材料科学硅具有优良的光学特性,因此也被广泛应用于材料科学领域。

高中化学备课参考 硅酸盐材料

高中化学备课参考 硅酸盐材料

学会盐与氧化物形式的改写.Na2SiO3可改写为 Na2O·H2O, CaSiO3可改写为 CaO·H2O,所以
普通玻璃的组成可表示为 Na2O·CaO·6SiO2.则 a∶b∶m=1∶1∶6.
例 4.17g 样品(含 Al2O3、Fe2O3、SiO2 ),放入盛 100 mL NaOH 溶液的烧杯中,充分反应后
如 Na2SiO3改 写 成 Na2O·SiO2. 解 此 类 题 时 , 先 把 题 目 所 给 氧 化 物 反 写 过 来 则 为 Al2(Si2O5)·(OH)4,为高岭石,即为硅酸盐,不是混合物,也不是两种氧化物的水化物,更不 是铝酸盐.答案为 B. 例 2.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的.此处所指的风化作用
是指矿物与水和 CO2同时作用的过程.例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕,
此反应的离子方程式为 2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O====2K++2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,












____________________________________________________________________________. 解析:分析反应前后的酸的酸性强弱,正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规
律.亦即解释复杂的化学反应发生的原因应用的是极其简单的化学原理.
答案:碳酸的酸性比原硅酸强,由较强的酸可制得较弱的酸.
例 3.普通玻璃中 Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2= 1∶1∶4 (物质的量之比),若以 a Na2O·b CaO·m

高中化学必修2 课时第5章第3节 硅酸盐材料高一化学精品讲义

高中化学必修2 课时第5章第3节 硅酸盐材料高一化学精品讲义

硅酸盐材料【学习目标】1、了解硅酸盐的概念,会用氧化物表示硅酸盐的组成2、掌握三大传统无机非金属材料,熟悉常见的新型无机非金属材料【主干知识梳理】一、硅酸盐材料1、无机非金属材料(1)元素组成:无机非金属材料一般含有硅、氧元素(2)特点:具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能(3)物质组成:传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料,如:制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥2、硅酸盐(1)概念:由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分(2)性质:硅酸盐性质稳定,熔点较高,多数难溶于水(3)硅酸盐的结构:在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体,Si在中心,O在四面体的4个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接。

其结构示意图为(4)表示方法:硅酸盐矿物的成分复杂,多用氧化物的形式表示它们的组成表示顺序是:活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水,但化学式前面的系数不能为分数例如:硅酸钠Na2SiO3表示:Na2O·SiO2镁橄榄石Mg2SiO4 表示:2MgO·SiO2高岭石Al2Si2O5(OH)4表示:Al2O3·2SiO2·2H2O 正长石KAlSi3O8表示:K2O·Al2O3·6SiO2钾云母(KH2Al3Si3O12) 表示:K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O3、最简单的硅酸盐——Na2SiO3(1)俗名:泡花碱,水溶液俗称水玻璃(2)物理性质:白色固体,可溶于水(3)化学性质①与酸反应:Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(胶体)②与CO2反应:Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===Na2CO3+H2SiO3(胶体)Na2SiO3+2H2O+2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)+2NaHCO3(4)用途:①制硅酸;②黏合剂(矿物胶);③耐火阻燃材料;④防腐剂4、传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃窑——主要原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英(过量) 黏土反应原理复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2=====高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=====高温CaSiO3+CO2↑复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Na2O·CaO·6SiO2——特性水硬性(跟水掺和搅拌后容易凝固变硬)非晶体,无固定熔点,在一定范围内软化可制成各种形状抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘【对点训练1】1、用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是( )A .钙沸石[CaAl 2Si 3O 10·3H 2O]表示为Al 2O 3·CaO·3SiO 2·3H 2OB .镁橄榄石(Mg 2SiO 4)表示为MgO·12SiO 2 C .钾云母(K 2Al 6Si 6H 4O 24)表示为K 2O·2H 2O·3Al 2O 3·6SiO 2D .滑石(Mg 3H 2Si 4O 12)表示为3MgO·4SiO 2·H 2O2、下列叙述正确的是( )A .硅酸钠是硅酸盐,但不能溶于水B .电影银幕用水玻璃浸泡,主要是为了防腐C .建筑工业常用水玻璃作黏合剂D .用水玻璃浸泡铁道的木制枕木,主要是为了防火3、下列有关硅酸盐的说法中正确的是( )A .硅酸盐中的阴离子都是SiO 2-3B .硅酸盐都难溶于水C .通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D .Na 2SiO 3是一种最简单的硅酸盐,其水溶液可用作黏合剂二、新型陶瓷1、新型陶瓷的特点:新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系,在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能2、常见的新型陶瓷及特点(1)碳化硅(SiC):俗称金刚砂,碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构,硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料。

高中化学——非金属及化合物知识点总结

高中化学——非金属及化合物知识点总结

高中化学——非金属及化合物知识点总结一、硅及其化合物(一)硅1、硅的存在和物理性质(1)存在:只以化合态存在,主要以SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里,在地壳中含量居第二位。

(2)物理性质:晶体硅是一种灰黑色固体,具有金属光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的半导体材料。

2、硅的化学性质3、用途:制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。

(二)CO2和SiO2的比较(三)硅酸及硅酸盐1、硅酸(1)物理性质:与一般的无机含氧酸不同,硅酸难溶于水。

(2)化学性质:①弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,与NaOH溶液反应的化学方程式为:②. 不稳定性:受热易分解,化学方程式为:(3)制备:通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得,如Na2SiO3溶液与盐酸反应:(4)用途:硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。

2、硅酸盐定义:硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。

(1)硅酸盐结构复杂,一般不溶于水,性质很稳定。

通常用氧化物的形式来表示其组成。

例如:硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2),高岭石Al2Si2O5(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)。

书写顺序为:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

注意事项:① 氧化物之间以“·”隔开;②计量数配置出现分数应化为整数。

(2)硅酸钠:Na2SiO3,其水溶液俗名水玻璃,是一种无色粘稠液体,是一种矿物胶,用作黏合剂和木材防火剂。

(四)常见无极非金属材料及其主要用途(五)总结提升1、硅(1)硅的非金属性弱于碳,但碳在自然界中既有游离态又有化合态,而硅却只有化合态。

(2)硅的还原性强于碳,但碳能还原SiO2产生,但Si能跟碱溶液作用放出(3)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2H:2(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但硅能跟氢氟酸反应。

(5)非金属单质一般为非导体,但硅为半导体。

2、二氧化硅(1)非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔点却很高。

硅及其化合物Si高中化学必修一知识点

硅及其化合物Si高中化学必修一知识点

硅及其化合物Si高中化学必修一知识点硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

小偏整理了硅及其化合物Si高中化学必修一知识点,感谢您的每一次阅读。

硅及其化合物Si高中化学必修一知识点硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。

1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。

(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。

(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。

(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应。

①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。

高中硅元素所有知识点总结

高中硅元素所有知识点总结

高中硅元素所有知识点总结硅元素是我们在高中化学课程中学习的重要元素之一。

它在自然界中广泛分布,并且具有许多重要的应用。

在本文中,我们将对高中化学中与硅元素相关的各个知识点进行总结。

1.硅的基本性质硅是地壳中含量第二多的元素,仅次于氧。

它的原子序数为14,原子量为28.09。

硅是一种非金属元素,具有灰白色,并且不溶于水。

由于硅的外层电子结构为2-8-4,它可以形成四个共价键。

2.硅的电子结构和化合价硅的电子结构为1s²2s²2p⁶3s²3p²。

在化合物中,硅通常呈现+4的化合价。

它可以通过共价键形成四个单键,形成四面体结构。

硅在某些情况下也可以呈现+2或+3的化合价。

3.硅的同素异形体硅存在多种同素异形体,最常见的是晶体硅和非晶硅。

晶体硅是由立方晶格结构组成的,具有良好的导电性和半导体特性。

非晶硅则是无定形的硅,具有较低的导电性。

4.硅的氧化物硅与氧结合形成两种氧化物:二氧化硅(SiO₂)和亚氧化硅(SiO)。

二氧化硅是硅的最稳定氧化物,是许多硅化合物的重要成分,如玻璃、陶瓷和水泥等。

亚氧化硅具有较高的反应活性,可用于制备其他硅化合物。

5.硅的化合物硅的化合物多种多样,常见的包括硅酸盐、硅烷和硅酸等。

硅酸盐是由硅酸基离子(SiO₄²⁻)和阳离子组成的化合物。

硅酸盐在自然界中广泛存在,如石英、长石和云母等。

硅烷是硅与氢形成的化合物,如甲硅烷(SiH₄)和二甲基硅烷(SiH₂(CH₃)₂)。

硅酸是由硅酸基离子和氢离子组成的化合物,如硅酸(H₄SiO₄)和偏硅酸(H₂SiO₃)。

6.硅的应用硅具有广泛的应用领域。

在电子工业中,硅是制造集成电路和太阳能电池的重要材料。

硅也用于制造玻璃、陶瓷和水泥等建筑材料。

此外,硅还用于制备有机硅化合物,如硅油和硅橡胶等。

7.硅的环境影响虽然硅本身不具有毒性,但硅颗粒在空气中可能对健康产生影响。

细小的硅颗粒可以通过呼吸道进入肺部,导致肺部疾病。

高中化学复习-硅酸盐、硅


无机非金属材料
传统无机非金属材料 (硅酸盐产品)
新型无机非金属材料 (新型陶瓷)






超 透压 高 导 明电 温 陶 陶陶 结 瓷 瓷瓷 构
陶 瓷
①陶瓷 主要原料:黏土 ②普通玻璃 主要原料:纯碱、石灰石和石英
主要设备:玻璃窑
Na2CO3 + SiO2高=温Na2SiO3 + CO2↑
高温
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料
的主角——硅
一、硅酸盐
1、定义:由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2、性质:大多不溶于水,化学性质稳定。 3、硅酸盐组成的表示方法:(P77 资料卡片)
. . . 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水
配置原则:各元素的原子个数比不变 化学计量数
和Na2SiO3 溶液中浸 2.放入 Na2SiO3溶 透,取出在酒精灯外焰 液中的木条Βιβλιοθήκη Na2SiO3耐 高温不能
燃烧,可
加热,观察现象。
水分蒸发后不燃烧 作防火剂
① 用途:木材防火剂及黏胶剂、制备硅胶等
②物理性质: 白色固体,可溶于水 水溶液俗称水玻璃、泡花碱,无色粘稠液体。
一、硅酸盐
③化学性质: a 与酸反应:
高温
SiCl4 +2H2 = Si +4HCl
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ 思考: Na2SiO3溶液在空气中久置会出现什么现象?
变浑浊 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓
b 与盐溶液反应:
Na2SiO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaSiO3↓

高中化学硅、二氧化硅

易溶于水,其水溶液俗名“水玻璃”,是 一种矿物胶,可做黏合剂。
②在高温下与碳酸盐的反应
高温
SiO2 + Na2CO3 == CO2 + Na2SiO3
高温
SiO2 + CaCO3 == CO2 + CaSiO3
③ 不与酸反应(除氢氟酸以外)
你知道吗?
玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作 关系?
• C.盐酸
D.水玻璃
C
下列说法正确的是( BC)
A.SiO2是酸性氧化物,所以可以和碱反应, 不和任何酸反应。
B.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 C.SiO2对应的酸有不同的组成 D.SiO2跟水反应可得硅酸
三、硅酸盐与无机非金属材料
1.传统的无机非金属材料: 硅酸盐材料是传统的无机非金属材料, 玻璃、水泥、陶瓷是常见的硅酸盐材 料.
硅酸钠的水溶液
新型无机非金属材料
1、高温结构陶瓷—氮化硅、碳化硅陶瓷 2、生物陶瓷—氧化铝、氧化锆和CaONa2O-SiO2-P2O5陶瓷 3、压电陶瓷—钛酸钡、钛酸铅陶瓷
新型无机非金属材料的主要品种、性 能及用途
氧化铝( Al2O3)陶瓷(人造刚玉)
主要
①高熔点;②高硬度;③可制成透明 陶瓷;④无毒、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ溶于水,强度高;
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读书破万卷,下笔如有神--杜甫
硅酸的酸性比盐酸弱,那么硅酸酸性与碳 酸相比较如何呢?
将CO2通入Na2SiO3溶液中 现象:透明的硅酸凝胶生成
方程式:Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3 ↓ +Na2CO3
你的结论: 硅酸是一种很弱的酸,
酸性比碳酸还弱

高中化学必修一 4-1-2 硅酸盐和硅 砂中之宝硅素材 精

砂中之宝——硅当你漫步在海岸、河边,看到那些洁净的砂粒,你未必会注意它。

常言道:“砂里淘金”。

可是历来人们总是毫不可惜地把砂子丢弃。

但你是否知道,砂子里面还含有一种比金子有用得多的元素呢?这就是硅,如果说碳是有机世界的“主角”,那么,无机世界的“主角”该算是硅了。

硅是地壳中第二个含量最多的元素,仅次于氧。

在地壳中,绝大部分的硅是以二氧化硅的形式存在的,据统计,二氧化硅占地壳总重量的百分之八十七!也就是说,硅和氧这两种最多的元素形成的化合物,几乎“垄断”了地壳。

大部分岩石和砂予中都含有二氧化硅。

虽然硅的化合物在地球上俯拾皆是,但是硅的发现却费了一番周折。

早在十九世纪初,法国化学家就发现了不纯的无定形硅,不过,当时人们对它很不了解。

直到十多年后,人们才肯定它是一种新元素,又过了三十多年,人们才看到了硅的真面目。

原来,它披一件灰色的“衣服”,能像金属一样发光。

硅在常温下比较“文静”,但在熔融状态就变得特别活泼好动,能和许多物质发生化学反应,所以在自然界中人们从来没有发现过单独存在的硅。

对于大多数人来说,竹子并不是一种十分陌生的植物。

一提起它,人们都会知道它的“身材”十分“苗条”,可是它又长得非常高,有些人也许很替它担心,要是一股大风刮过,会不会把它吹倒呢?对这你们不用担心,无论多大的风也吹不倒竹子,至多也只能让它东摇西摆。

不信,你听,竹叶正”呼啦啦”地唱着胜利的歌。

这正是“疾风知劲草”呀。

竹子为什么会不怕风呢?原来,在竹子的茎干中含有丰富的硅的化合物,它们能帮助竹子增加自己的强度和韧性,所以竹子的茎干十分坚韧挺拔,风拿它一点办法也没有。

这就使得竹子在禾本科植物中“鹤立鸡群”。

竹子还有两个小“妹妹”,名字叫小麦和水稻,可是她们却没有一点“骨气”,一遇风就会趴在地上,使得庄稼大量减产,这可叫农民伤透了心。

怎么才能叫她们也变得不怕风呢?现在,人们在田地里撒上一些可溶性的硅酸菌盐肥料或硅酸肥料,就能治愈她们怕风的病根。

高中化学硅的知识点

高中化学硅的知识点硅是一种重要的元素,化学符号为Si,位于元素周期表的第14位。

它是地壳中最常见的元素之一,约占地壳质量的27.7%。

硅在自然界中以氧化硅(SiO2)的形式存在,主要以石英、石英砂、硅灰石等矿物的形式存在。

以下是关于高中化学中硅的一些重要知识点:1.硅的性质:硅是一种灰色晶体,与大多数金属不发生化学反应,但在高温下可以与氧、氮、卤素等元素反应。

硅具有高的熔点(1414℃)和沸点(3265℃),是一种良好的导热材料和半导体。

2.硅的制备:硅的主要制备方法是通过冶炼石英矿或其他含硅矿石,通过高温还原的方法得到纯度较高的硅。

3.硅的重要化合物:硅在化合物中形成了许多重要的化合物,如二氧化硅(SiO2),也称为二氧化硅,是最常见的硅化合物。

它是一种无机非金属固体,具有很强的硬度和热稳定性。

另一个重要的硅化合物是硅酸盐,如硅酸钠(Na2SiO3)和硅酸铝(Al2(SiO3)3)等。

4.硅的应用:硅在工业上有广泛的应用。

硅通过加工和改性可以制成硅半导体材料,用于制造电子器件和计算机芯片等高科技领域。

硅也可以制成硅橡胶,用于制造密封件、电线绝缘等。

硅还可以作为合金添加剂,用于改善金属的硬度和耐腐蚀性。

此外,硅还用于生产玻璃、陶瓷、光纤等。

5.硅在生物体中的作用:硅在生物体中也起着重要的作用。

一些植物组织中富含硅,如稻谷的秆和叶片。

硅可以提高植物的机械强度,增加其抗病性和逆境适应能力。

此外,硅还被认为是一种人体所需的微量元素,对于维持骨骼、血管的健康以及预防骨质疏松症等方面有重要作用。

6.硅的环境影响:尽管硅是一种天然存在的元素,但大量的硅可以造成环境问题。

例如,硅在自然界中的含量很高,会导致土壤盐碱化,影响农作物的生长。

此外,硅的粉尘会对人体呼吸系统造成刺激,引发肺部疾病。

7.硅在化学反应中的应用:硅可以用作还原剂,与很多氧化物反应生成相应的金属。

例如,将二氧化硅与铝粉或铁粉加热可以得到相应的金属硅。

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高中化学知识点规律大全
——硅和硅酸盐工业
1.碳族元素
[碳族元素] 包括碳(6C)、硅(14Si)、锗(32Ge)、锡(50Sn)和铅(82Pb)5种元素.碳族元素位于元素周期表中第ⅣA族。

[碳族元素的原子结构]
(1)相似性:
①最外层电子数均为4个;
②主要化合价:+2价、+4价.其中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物稳定;Pb的+2价的化合物稳定,但+4价的Pb的化合物却是不稳定的,如PbO2具有强氧化性。

(2)递变规律:按碳、硅、锗、锡、铅的顺序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力增强,得电子能力减弱,非金属性减弱,金属性增强。

由于碳族元素的最外层为4个电子,因此由非金属性向金属性递变的趋势很明显。

在碳族元素的单质中,碳是非金属;硅虽然是非金属,但却貌似金属(为灰黑色固体),且为半导体;锗具有两性,但金属性比非金属性强,为半导体;锡和铅为金属。

*[C60]C60与金刚石、石墨一样,都属于碳的同素异形体。

C60是一种由60个碳原子构成的单质分
子,其形状如球状的多面体,在C60分子中有12个五边形和20个六边形。

[硅]
(1)硅在自然界中的含量:硅在地壳中的含量居第二位(含量第一位的为氧元素)。

(2)硅在自然界中的存在形式:自然界中无单质硅,硅元素全部以化合态存在,如二氧化硅、硅酸盐等.化合态的硅是构成地壳的矿石和岩石的主要成分。

(3)单质硅的物理性质:单质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。

其熔点、沸点很高,硬度很大(晶体硅的结构类似于金刚石)。

晶体硅是半导体。

(4)单质硅的化学性质:
①在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应,但能与F2、HF和强碱反应。

例如:Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑
②在加热时,研细的硅能在氧气中燃烧:Si + O2SiO2
(5)用途:
①硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池。

②利用硅的合金,可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。

(6)工业制法.用焦炭在高温下还原SiO2可制得含有少量杂质的粗硅:
SiO2 + 2C Si + 2CO↑
[二氧化硅]
(1)二氧化硅在自然界中的存在:天然二氧化硅叫硅石。

石英的主要成分为二氧化硅晶体,透明的石英晶体叫做水晶,含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。

二氧化硅是一种硬度很大、熔点很高的固体。

(2)化学性质:
①SiO2是酸性氧化物.例如:SiO2+CaO CaSiO3
SiO2还可与NaOH反应:SiO2 + 2NaOH(水溶液中或熔融态) =Na2SiO3 + H2O
注意a.由于SiO2与强碱溶液反应生成了粘性很强的Na2SiO3溶液,因此盛放碱性的试剂瓶不能用玻璃塞,以防止瓶塞和瓶子粘在一起.
b.SiO2不溶于水,也不与水反应.因此,不能通过SiO2与H2O反应的方法来制取其对应的水化物——硅酸(H2SiO3).制取H2SiO3的方法如下:
Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓
或Na2SiO3 + CO2 + H2O =Na2CO3 + H2SiO3↓
硅酸(H2SiO3)不溶于水,其酸性比H2CO3还弱。

②SiO2能与氢氟酸发生反应:4HF + SiO2=SiF4 + 2H2O
SiO2是玻璃的主要成分,因此盛氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃容器(可用塑料瓶)。

(3)用途:
①二氧化硅是制造高性能通讯材料——光导纤维的重要原料。

②石英用来制造石英电子表、石英钟。

较纯净的石英用来制造石英玻璃,石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。

③水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等。

④玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。

[硅酸盐]
(1)自然界中硅酸盐的存在:硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐约占地壳质量的5%。

粘土的主要成分是硅酸盐。

粘土是制造陶瓷器的主要原料。

(2)用氧化物的形式来表示硅酸盐的方法:
①先将硅酸盐中所含的各元素用氧化物形式表示;
②将各种氧化物按下列顺序进行排列,各氧化物之间用“·”开。

例如:
金属氧化物(有多种金属氧化物时按金属活动顺序表排列)→SiO2→H2O
Na2SiO3:Na2O·SiO2
A12(Si2O5)(OH)4:A12O3·2SiO2·2H2O
2.硅酸盐工业
[硅酸盐工业]以含硅物质为原料经加热而制成硅酸盐产品的工业,叫做硅酸盐工业。

如制造水泥、玻璃、陶瓷等的工业都属于硅酸盐工业。

[水泥、玻璃、陶瓷的比较]
水泥玻璃陶瓷
生产原料粘土、石灰石、石膏纯碱、石灰石、石英(过量) 粘土
生产设备水泥回转窑玻璃窑
生产原理
将原料磨细,混合后
在水泥回转窑中煅烧,再
加入适量石膏,并研成细

Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
烧制前在坯体上涂彩釉
主要成分硅酸三钙(3CaO·SiO2)
硅酸二钙(2CaO·SiO2)
铝酸三钙(3CaO·A12O3)
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
(Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或
Na2O·CaO·6SiO2)
重要性质具有水硬性,跟水掺和搅
拌并静置后,很容易凝固
变硬
无固定熔点,在一定温度范围内逐渐
熔化(玻璃态物质)
具有抗氧性,耐高温,绝缘,易
成形
种类矿渣硅酸盐水泥、沸石岩
水泥
有色玻璃:(加入Co2O3后的玻璃呈
蓝色,加入Cu2O后的玻璃呈红色.普通
玻璃呈淡绿色是因为原料中混有Fe2+)、
石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻

土器、陶器、炻器、瓷器
3.新型无机非金属材料
[新型无机非金属材料]最初的无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,所以,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料.随着科学和生产技术的发展,以及人们生活的需要,一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来,如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等,这些材料称为新型无机非金属材料.
新型无机非金属材料的特性主要有:①能承受高温,强度大;②具有电学特性;③具有光学特性;④具有生物功能.
[高温结构陶瓷和光导纤维]
高温结构陶瓷
光导纤维(光纤)
氧化铝陶瓷(人造刚
玉)
氮化硅陶瓷
性能
经受高温,不怕氧化,耐酸碱腐蚀,硬度
大,耐磨损,密度小
传导光能力很强,能同时传
输大量信息;抗干扰性能好,
不发生电磁辐射;通讯质量
高,能防止窃听;质量小且
细,不怕腐蚀,铺设方便
主要用途
用作高级耐火材
料;制造刚玉球磨机;
制作高压钠灯的灯管
制造轴承、汽轮机叶
片、机械密封环、永
久性模具等机械构
件;制造柴油机
用作长途通讯的干线;用于
医疗、信息处理、传能传像、
遥测遥控、照明等;用于能
量传输和信息传输。

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