必修1 第四章 第一节 碳族元素(硅)
化学必修1第四章第一节硅
思考： CO2＋H2O＝H2CO3 ，但是SiO2不 能与水直接化合成H2SiO3。
那怎样制备H2SiO3呢？
实验4-1 向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴
入稀盐酸.
现象
滴入酚酞溶液呈红色，滴入 盐酸有透明的硅酸凝胶产生
Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水
结论
方程式 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3(胶体)+2NaCl
生活中随处可见的含硅化合物及产品
具有特殊功能的含硅物质
碳化硅（SiC俗称金 刚砂），具有金刚 石的结构。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：既耐高温又 耐低温 制造飞机、火箭、 导弹的零件和绝缘 材料
分子筛：具有均匀微孔结 构的铝硅酸盐 Na 2O· 2O3 · Al 2SiO2 · 2O nH 主要作吸附剂和催化剂
5、硅酸的存在
• 硅酸浓度较小时易聚合形成硅酸溶胶，硅酸 浓度较大时则形成硅酸凝胶 • 硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶，又称为 硅胶，吸附水分能力强，常用作干燥剂，也 用作催化剂的载体
原硅酸H4SiO4 白色胶状沉淀，弱酸
硅酸可看成原硅酸失去一个水得到的
二、硅酸盐
1、是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2、结构复杂的固态物质，大多不溶于水， 化学性质很稳定 3、硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃， 是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
高温
雕刻玻璃
在玻璃表面涂上一层石蜡
在石蜡上雕刻出花纹，向 挖空部分加少量氢氟酸
洗掉酸并去掉石蜡
SiO2与CO2化学性质的比较
性质
与碱性氧化 物反应
二氧化碳(CO2)
人教版化学必修一课件：4.1无机非金属材料的主角--碳、硅共36张PPT
晶体管
硅橡胶
含硅物质的用途----电子产品
硅太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
四、二氧化硅 1、物理性质
SiO2也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要 成分也为SiO2， SiO2为坚硬的固体，纯SiO2是 无色透明晶体，称之为水晶,熔点高，硬度大， 不溶于水（为原子晶体）。
2、组成与结构
Si
o
二.碳
金刚石
1.碳的单质
同素异 形体
石墨
C60
金刚石与石墨晶体结构对比
金刚石
金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每 个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以 共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空 间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（>3550℃） 和沸点（4827℃）都很高,硬度很大。
6、硅的用途
（1）制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料； （2）含硅4%的钢可制变压器铁芯； （3）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备； （4）制造“光电池”将太阳能转换为电能。
硅的用途
集成电路、晶体管、硅整流器 等半导体材料，还可以制成太 阳能电池、硅的合金可用来制 造变压器铁芯等。
集成电路
一、碳族元素 1、名称；符号；位置
一、碳族元素 2.元素性质比较
C 相似性
1、最外层都有4 个电子，化合价 主要有+4和+2， 易形成共价化合 物。
递变性
Si Ge Sn Pb
原子结构单质物性单质化性 最 非 高氢 核 原 金 价化 电 子 属 氧物 荷 半 性 化的 数 径 减 物稳 增 增 弱 对定 2、气态氢化物 大 大 应性 、 电 的通式：RH4, 金 水减 子 属 化弱 层 3、最高价氧化 性 物 增 物通式:RO2,对 多 增 的 强 酸 应的水化物通式 性 为H2RO3或 减 R(OH)4 弱
人教版化学必修1-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(共48张)
除硅酸钾、硅酸钠、以外均难溶于水。
【实验4-2】
现象
放入蒸馏水
放入Na2SiO3溶液
水份蒸发后燃烧 水份蒸发后不燃烧
结论
水份蒸发后, 失去防火作用
防火效果好 用作防火剂
5.硅酸盐产品
传
统硅
无酸
机 非 金 属
盐 产 品
材
料
陶瓷 水泥 玻璃
t
陶瓷
（1）生产原料: 黏土 （2）生产过程: 混合-成型-干燥-烧结-冷却
江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为: “洁如 玉、明如镜、薄如纸、声如罄。”
普通玻璃
⑴生产原料: 纯碱、石灰石和石英。
⑵生产过程:
高温
Na2CO3
+
SiO2
===
高温
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3 + SiO2 === CaSiO3 + CO2↑
⑶成分:
Na2SiO3.CaSiO3和SiO2组成的混合物。
D.硬度： SiO2 < CO2
2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的
试 剂B是（ ）
A. 纯碱溶液
B 、盐酸
3、实验室现提供下列试剂瓶：①细口磨口塞玻璃 瓶 ②广口瓶 ③细口橡皮塞玻璃瓶 ④棕色广 口瓶 ⑤细口塑料瓶 ， 请选择合适的试剂瓶盛装 下列试剂。
A、二氧化硅_②_ B、氢氧化钠溶液_③
问题2: 比较碳和硅在自然界的存在。
碳在自然界既有游离态, 又有化合态。
硅是亲氧元素, 在自然界没有游离态, 只以化合态存在。
硅以氧化物及硅酸盐的形式存在于岩石、 沙子和土壤中、约占地壳总量的90%以上。
在无机非金属材料中, 硅一直扮演着重 要的角色 。
人教版化学必修1第四章第一节 无机非硅金属材料的主角――硅ppt
16、不要太脾气，否则会很麻烦。如果您没有太多的能力，就不会有太多的渴望，否则您将痛苦不堪。 5、即使在您说话时也不要打扰那些敷衍了事的人，与其关心别人的遗弃和不幸，不如管理自己的尊严和善良并选择一种使自己无可替代的姿 态。
3、如果不是你的，不要保留它；如果让您感到不舒服，请不要停止。如果人在寒冷中行走，他的心脏会保持温暖；如果不可避免地聚集在一 起，他将独自享受世界的欣喜。不要回顾过去，不要回顾未来。这就是你应该拥有的生活。
23、世界上没有一项工作不艰辛，没有人变得简单。您现在就拒绝不愉快的事情，时间不会变慢。因此，不要发脾气，没有人欠你任何东西 。
干燥硅胶
硅酸的制备
可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应
Ｐ77 实验４－１观察现象并填写下表
现象 思何滴 色考现入 消：象酚 失若？酞，将C溶并O液有2通显透入红明Na色胶2S，状iO再物3溶滴质液入 生中有盐 成酸红
结论 N了aHH制2S22S弱iCOiOO酸33溶3酸) 液性比呈H碱2S性iO，3强与(强酸酸反应生成
Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子
个数比为2：1,通常用SiO2来表 示二氧化硅的组成.
SiO2用途
结构与性质的关系：SiO2的网状结构
物理性质：熔点高，硬度大的固体 不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明
化学性质：很稳定（化学性质 很不活泼）
SiO2的化学性质（很不活泼）
1.酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐
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
人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共31张PPT)
SiO2＋OH－==HSiO3－
C．晶体硅与氢氧化钾溶液反应：
Si＋2OH－＋H2O == SiO32－＋2H2↑
D．玻璃与氢氟酸溶液反应：
SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O
3．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最
适宜的试剂是（ ）B
A.纯碱溶液
B.盐酸
SiO2+ 4HF== SiF4 +2H2O
：
思考1：为什么在实验室中盛放NaOH溶液的 试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ （玻璃由Na2SiO3、Ca2SiO3和SiO2熔合而成）
答：玻璃中的SiO2 与NaOH 发生 反应，在瓶口处生成有粘性的物质， 使瓶塞与瓶口粘结而无法打开。
SiO2+2NaOH =Na2SiO3+Ｈ2O
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
硅结构的平面图
硅的空间网状结构
硅的空间网状结构 与金刚石类似，这 决定了硅有什么物 理性质和化学性质？
立体网状结构
阅读课本P79硅的内容，概括硅的物理性质
二、硅单质
1.硅的物理性质 硅单质分为： 晶体硅 和无定形硅。晶体硅 是一种有金属光泽的灰黑色固体 。熔沸
点 高 ，硬度 大 ，有脆性。
硅在元素周期表中的位置和结构
1 2 3 Na Mg 4 5 6 7
ⅣA
C Al Si P S Cl
Ge Sn Pb
从硅元素在表中的位置可知，硅是 一种良好的半导体材料。
阅读课本P79硅的内容，概括硅的物理性质
一、硅
1.硅的物理性质
硅单质分为： 晶体硅 和无定形硅。晶体硅
高一化学必修一第四章第一节硅课件
硅的酸和盐
硅酸盐：硅酸盐是一类由硅 酸和金属离子组成的化合物， 如硅酸钠、硅酸钙等
硅酸：硅酸是一种无机酸， 化学式为H2SiO3，是硅的 氧化物
硅酸盐的应用：硅酸盐广泛 应用于建筑、陶瓷、玻璃、
电子等领域
硅酸盐的性质：硅酸盐具有 耐高温、耐腐蚀、耐磨损等
优良性能
硅的配合物和有机硅化合物
硅的配合物：硅酸盐、硅 酸、硅酸盐等
循环利用：对废气、废水和固体废物进行回收利用，实现资源的循环利用
环保法规：遵守环保法规，加强环保监管，确保硅工业生产符合环保要求
硅工业的发展趋势和未来展望
技术进步：硅工业将更加注重技术创新，提高产品质量和生产效率
环保要求：硅工业将更加注重环保要求，减少污染排放，提高资源利用率
市场需求：随着电子、光伏等产业的快速发展，硅工业的市场需求将持续 增长 国际合作：硅工业将加强国际合作，共同应对全球性挑战，推动行业可持 续发展
操作时佩戴防护眼镜和手套，避免直接接触硅粉 实验过程中保持通风，避免吸入硅粉 实验结束后及时清理实验台，避免硅粉残留 实验过程中避免使用明火，防止硅粉燃烧 实验结束后及时关闭电源，确保实验安全
硅在化学实验中的替代品和未来展望
替代品：石墨、 金刚石等
替代品特点：石 墨导电性好，金 刚石硬度高
未来展望：硅在 半导体、太阳能 等领域的应用前 景
06
硅在化学实验中的应用
硅在化学实验中的常见用途
硅胶：用于干燥、 吸附、分离等实
验
硅酸盐：用于制 备玻璃、陶瓷、
水泥等材料
硅烷偶联剂：用 于改善材料表面
的性能
硅树脂：用于制 备涂料、胶黏剂
等材料
硅烷化反应：用 于制备有机硅化
高中化学必修1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅
与碱性氧化物
SiO2+CaO == CaSiO3 与酸 与碳 SiO2+2C == Si+2CO SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
CO2+ Na2O = Na2CO3
不反应 CO2+C == 2CO
@皮皮课件
15
第二章 二氧化硅和硅酸
2.7 硅酸 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。 由于二氧化硅不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与 其它酸反应制得的。 所生成的H2SiO3逐渐聚合形成胶体溶液--硅酸溶胶。 硅酸浓度较大时，则形成软而透明的，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，叫做硅胶。
硅太阳能电池
硅芯片
@皮皮课件
28
01 硅的简单介绍 02 二氧化硅和硅酸
• 化学性：常温下硅单质的化学性质不活泼 Si + O2 = SiO2
@皮皮课件
26
第四章 单质硅
4.2 单质硅的制法
• 制法：
高温
SiO2 + 2C
• 用途：
=
Si
+
2CO
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体 材料，硅是信息技术的关键材料。
@皮皮课件
27
第四章 单质硅
4.3 单质硅的用途
@皮皮课件
13
第二章 二氧化硅和硅酸
2.5 二氧化硅的化学性质
与碱反应： SiO2 + 2NaOH
氧化硅与NaOH反应。
=
Na2SiO3 + H2O
注意：实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，防止玻璃中二 与碱性氧化物反应：
高一化学 必修一第四章 第一节(追风出品)
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅碳和硅是元素周期表里ⅣA族的元素，并且是上下相邻，它们原子结构的共同点是最外层都是4个电子，但电子层数不同，如图所示：碳原子和硅原子都既不容易失电子又不容易得电子，主要通过共用电子对形成正四价的化合物。
碳单质和硅单质的主要化学性质既有相似性又有差异性碳和硅都是亲氧元素，但硅的亲氧性强于碳的亲氧性，因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同，硅元素在自然界中都是以含氧化合物的形态存在一二氧化硅和硅酸（一）二氧化硅（SiO2）1．存在SiO2是硅的最重要的化合物。
地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在的形态有结晶形和无定形两种。
石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。
石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体2．结构SiO2晶体具有多种晶型，其基本结构单元是如图所示的四面体，每个Si周围结合4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相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O 跟2个Si相结合。
实际上，SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所构成的立体网状结构的原子晶体，因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成，但并不存在单独的SiO2分子。
[SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中，构成了多姿多彩的硅酸盐世界的基本骨架SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着3．物理性质SiO2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO2是无色透明的晶体+6 2 4 +14 2 8 44．化学性质（1）SiO 2是酸性氧化物，在一定条件下能与碱性氧化物、强碱反应①与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO CaSiO 3②常温下，与强碱反应：SiO 2＋2NaOH === Na 2SiO 3＋H 2O （在常温下反应进行得比较慢）SiO 2＋2OH －=== SiO 32－＋H 2O说明：玻璃中含有SiO 2，实验室中盛NaOH 等碱液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞，这是因为该反应生成的Na 2SiO 3是一种矿物胶，日久能使瓶口与瓶塞发生黏合③特殊地，在高温下，SiO 2能与纯碱、大理石反应：SiO 2＋Na 2CO 3Na 2SiO 3＋CO 2↑ SiO 2＋CaCO 3CaSiO 3＋CO 2↑说明：上述两个反应是玻璃工业生产的主要原理（2）弱氧化性SiO 2中硅元素的化合物为＋4价，这是硅元素的最高化合价，因此具有一定的氧化性，如SiO 2在高温下能被C 、Mg 等还原，制取粗硅：SiO 2＋2C Si ＋2CO ↑ SiO 2＋2Mg Si ＋2MgO（3）总的来说，SiO 2的化学性质不活泼，唯一能与SiO 2反应的酸只有弱酸氢氟酸（HF ）：SiO 2＋4HF === SiF 4↑＋2H 2O说明：①保存氢氟酸（HF ）不能使用玻璃瓶，而应用塑料或橡胶瓶 ②应用：氢氟酸（HF ）可用于刻蚀玻璃，在玻璃上雕刻花纹等 ③SiO 2与氢氟酸反应生成物SiF 4不是盐，所以SiO 2不是碱性氧化物5．主要用途与危害性 （1）SiO 2的用途SiO 2的用途很广，主要表现在： ①制备高性能通讯材料的光导纤维 ②制备石英玻璃、石英表、石英钟③制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等 ④建筑材料（2）SiO 2的危害性在隧道开凿、石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘。
人教版高中化学必修1第4章第1节无机非金属材料的主角—硅教案
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【教学目标】一、知识与技能1.了解硅的存在形态、结构特点、物理性质及重要用途。
2.了解二氧化硅的结构特点，掌握二氧化硅晶体的物理性质、化学性质及重要用途。
3.了解并学会制备硅酸。
二、过程与方法1.在碳和硅、二氧化碳和二氧化硅的性质比较活动中，体会分类、对比等学习方法。
2.在二氧化硅物理性质的学习中深化结构决定性质的学科思维。
3.在硅、二氧化硅的用途学习中，深入体会由用途分析性质的学科思想。
4.在硅酸的制备中，掌握强酸制备弱酸的原理及实验探究的方法。
三、情感态度与价值观：通过了解硅材料用途，体会硅在无机非金属材料中的主角地位，感悟科学技术的社会价值。
【教学重点】SiO的性质、硅酸的制备、硅材料的重要用途2和NaOH的反应，硅酸的制备【教学难点】SiO2【教学流程】情景引入：【展示图片：沙子和芯片】这是普通的沙子，这是计算机芯片，它们之间有什么联系呢？请欣赏英特尔公司制作的视频：从沙子到芯片。
设问：沙子主要成分是SiO，芯片主要成分是晶体Si；硅和二氧化硅可以说连接了整个世界，2为什么这么说呢？它们具有什么样的性质和用途呢？我们一起来学习。
活动一：自主学习课前预习，阅读课本。
1.P79 了解晶体硅的结构和物理性质? P74 认识地壳中硅的存在形态和含量？2.P75 认识二氧化硅在自然界中的存在形态、基本结构单元和构成微粒？小结：一、单质硅和半导体材料1.晶体硅的结构类似金刚石，是正四面体空间网状结构。
2.硅的物理性质：晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体, 熔点高, 硬度大。
其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
过渡：利用半导体材料的性质，可制成硅芯片、硅太阳能电池，给人类生产生活带来极大的便利。
3.硅的用途：硅芯片、硅太阳能电池……4.硅在自然界中的存在：主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
二、二氧化硅1.组成结构特点：SiO晶体由硅原子和氧原子组成的四面体网状结构的晶体。
高一化学第四章第一节《无机非金属材料的主角——硅》 (人教版必修1)
与氢氟酸反应
——
↑ SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚
（ C）
A.石英坩埚
B.普通玻璃坩埚
CHale Waihona Puke 铁坩埚D.氧化铝坩埚解释：石英坩埚、玻璃坩埚中均含有SiO2，在加 热的情况下会与NaOH发生反应：SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O，因此应当选用铁坩埚。
思考2
1、存在
{ 水晶
结晶形（石英晶体）
玛瑙
硅石（12%）
无定形——硅藻土
SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的 天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存 在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅 石。
石英
晶体二氧化硅
水晶
晶体二氧化硅
紫水晶 茶晶
黄水晶
蔷薇石英
晶体二氧化硅
玛瑙
无 定 形 二 氧 化 硅
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白 色浑浊。因为发生下列反应：
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓
（1）特性：
SiO2+4HF=SiF4￪+2H2O
注意：玻璃中含有SiO2，所以可以用HF 来刻蚀玻璃。
化学性质:
2.酸性氧化物
与强碱反应生成盐和水
实验室盛装NaOH溶液 的试剂瓶为什么用橡 胶塞而不用玻璃塞？
SiO2 ＋ 2NaOH === Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠（粘合性）
与碱性氧化物反应生成盐
与碱反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
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应用：盛放强碱溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞，只 能用橡胶塞。（试剂瓶内壁因光滑而不易起反应）
盛放浓硫酸呢？
⑵ ⑶
高温
SiO2 + CaO SiO2 + CaCO3 SiO2 + Na2CO3
CaSiO3
高温 高温
CaSiO3 + CO2↑ Na2SiO3 + CO2↑
2、弱的氧化性 SiO2 + 2C 3、特性 SiO2 + 4HF(酸) = SiF4↑+ 2H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
二、二氧化硅(SiO2)
SiO2存在于硅石、石英、石英砂、水晶（紫水晶、 玛瑙是含有杂质的SiO2）、硅藻土等中
㈠ SiO2的晶体结构 SiO2是属于原子晶体，空间网状结构， SiO2表示该物质的化学式。 ㈡ SiO2的物理性质 坚硬、难溶于水、熔点和沸点高
可利用硅酸钠的浓溶液来形成化学海底花园 (高考A计划 123页 创新题)
练习:
1、下列溶液通入过量二氧化碳后， 有沉淀的是（ ） C、 E
A .CaCl2 C .Na2SiO3 B .Ca(ClO)2 D .Ca(OH)2
E .饱和Na2CO3溶液
2、写出下列变化的化学方程式：
Si ④ ③ ① ② ⑤ ⑥ Na SiO SiF4 SiO2 2 3 ⑨ ⑦ ⑧ CaSiO3 H2SiO3
K2O· 3Al2O3· 6SiO2· 2H2O
3MgO· 4SiO2· H2 O Al2O3· 2SiO2· 2H2O 3CaO· Al2O3· 3SiO2 K2O· Al2O3· 6SiO2
Na2O· Al2O3· 3SiO2· 2H2O
2MgO2· SiO2
了解：硅酸钠(Na2SiO3) ——俗称水玻璃，泡 花碱，是一种无色粘稠液体，是一种矿物胶。 它既不燃烧，也不受腐蚀，在建筑工业上可用 粘合剂及耐火材料。在铁路修建上可用于浸泡 枕木，以防腐蚀。
Si + 2CO↑ 含杂质的粗硅 SiCl4
Si(粗) + 2Cl2
高温
SiCl4的沸点较低,可采用反复蒸馏的方 式提纯得到纯净的SiCl4 SiCl4 + 2H2
电炉
Mo丝
Si(纯)+4HCl
㈣、存在
在自然界中，没游离态的硅，以化合态存在，例如： 硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。 （O>Si>Al>Fe）
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 ㈠ 硅的物理性质 1、灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体 2、熔、沸点高、硬度大 3、晶体硅是良好的半导体
硅晶体
4、可形成原子晶体
硅晶体结构隧道扫描
硅晶体结构 (原子晶体)
每一条键 被 6个 109º 28´ 六元环所 共有 每一个Si 被 12 个 共价键 六元环所 共有
㈤ 硅酸和硅酸盐
1、⑴ 硅酸是唯一不溶于水的无机酸，其酸性 非常弱(比碳酸的酸性都还要弱)，所以可以利用 在硅酸盐的溶液中通入CO2气体来制取硅酸
Na2SiO3 + CO2 + 2H2O = H4SiO4↓+Na2CO3
原硅酸 白色胶状
原理:较强酸制取较弱酸 ⑵ 原硅酸在空气中极不稳定,非常容易失 水而生成白色粉末硅酸 H4SiO4 = H2SiO3 + H2O
以Si为中心的正四面体的空间网状结构；晶 体中的最小环为 6 元环，平均每1个Si形成
2 个共价键,平均一个环有 0.5 个C
㈡ 硅的化学性质 硅的外形象金属，但其化学性质主要体现非 金属性，所以硅属于非金属元素。主要以共价 键与其它元素相结合，没有简单的阳离子或阴 离子存在。
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、 F2、强碱外不跟其他物质反应，如：与O2、Cl2、 H2SO4等不起反应; 但在加热情况下，硅也能跟 一些非金属单质反应，如O2、Cl2等；也可以和 一些金属单质反应，如Mg等。
常温下的反应
1、与氟气反应 Si+2F2==SiF4
2、与氢氟酸反应： Si + 4HF = SiF4↑+2H2↑ 3、与强碱溶液反应： Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑ 转移4e-
Si + 2NaOH + 4H2O = Na2SiO3 + 2H2↑+3H2O
高温下的反应 1、与Cl2反应 2、与O2反应 3、与C反应 Si + 2Cl2 Si(粉末) + O2 Si + C
3272K
Si + 2CO↑
总结：
① SiO2可溶于强碱溶液和氢氟酸溶液,其余物 质均不能溶解SiO2 ② HF酸可用于雕刻玻璃,被称为不是玻璃刀的 "玻璃刀".(36期考试报) ③ 盛放氢氟酸的试剂瓶不能是玻璃制品,而应 是塑料瓶或铅制容器. ㈣ SiO2主要用于电子工业,光学仪器,玻璃,水 泥(硅酸盐工业)
㈢ SiO2的化学性质
SiO2中Si—O键能大，化学性质稳定，很难与其他 物质反应，但常温条件下可与氢氟酸、强碱溶液；也 可在特定条件下发生化学反应。
1、酸性氧化物——可与强碱溶液、碱性氧化物、某
些盐在一定条件下反应，但不能与水直接反应生成对应 的酸
⑴
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
相应练习（三） 在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，也 可得到粗硅，反 应的化学方程式为
高温 SiO2+2Mg==2MgO+Si
这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及 硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关 反应的化学方程式为
Mg+2HCl==MgCl2+H2 MgO+2HCl==MgCl2+H2O
㈤、用途
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料， 还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变 压器铁芯等。
集成电路
晶体管
硅橡胶
化学前沿——材料
制造下一代晶片的硅合金
美国德拉瓦大学的科学家正研究新的硅合金，它是由硅 碳化物及锗组成的合金，可以用作生产更快、更稳定的下 一代晶片。德拉瓦大学的高鲁斯(Professor James Kolodzey)解释说：用锗造成的晶片能够提供比硅晶片更 快的速度，硅碳化物可以经受320℃高温，而硅只能经受 120℃，因此，硅碳化物比硅更适宜在高温条件下使用， 此外，这种新的合金的更好的导电性。
科学家指出，用硅造的晶片只可以处理二千兆赫以下的 运算速度，利用此种合金制造的新一代晶片，其运算速度 也要高些，所以希望这种合金能够符合新市场的需要．
硅片
硅芯片
硅 晶 片 生 产
硅芯片生产
半 导 体 生 产
相应练习（二）
已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下可 收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过量的）
解：
Na—1/2H2 23 1/2×22.4 11.5 X Si—2H2 28 2×22.4 4.2 Y X＝ 1 2 ×22.4×11.5 ＝5.6L 23
Y=(4.2 ×2 ×22.4)/28=6.72(L) VH2=5.6+6.72=12.32(L)
例: Al2(Si2O5)(OH)4 原子守恒
Al2O3· 2SiO2· 2H2O
注意：有多种金属离子时，按主族顺序排列
你来试试！
云母: KAl2(AlSi3O10)(OH)2
滑石:Mg3(Si4O10)(OH)2 高岭土:Al2Si2O5(OH)4 石榴石:Ca3Al2(SiO4)3 正长石:KAlSi3O8 沸石:Na2(Al2Si3O10)· 2H2O 镁橄榄石:Mg2SiO4
高温 高温 高温 高温
SiCl4 SiO2
SiC Mg2Si
4、与Mg反应 Si + 2Mg
硅的氢化物——SiH4 比CH4的还原性更强， 可自燃，可由Mg2Si与HCl反应制得。
㈢ 硅的工业制备
精馏+H2 SiO2 粗硅 SiCl4 Si 高温 高温 高温 +C +Cl2
SiO2 + 2C
3272K
⑶ 硅酸(H2SiO3)虽说是二元酸,但没有酸式盐
⑷ 硅酸可与强碱溶液反应生成硅酸正盐 ⑸ 硅酸可缩聚形成多种形式
xSiO2· yH2O
H2Si2O5(二硅酸) H6Si2O7(焦硅酸)
2、硅酸盐（表示形式）
⑴ 硅酸盐的溶解性与碳酸盐一致 ⑵ 复杂硅酸盐的表示形式: 用SiO2和金属氧化物的形式表示
再
见
水 晶 饰 品
水 晶 制 品
6
水晶及制品
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
玛 瑙
玛
瑙
6
石 英 制 品