硅及其化合物_课件
硅及其化合物
发现
1822年，瑞典化学家贝采里乌斯用金属钾还原四氟化硅，得到了单质硅。 名称由来 源自英文silica，意为“硅石”。 分布 硅主要以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，约占 地表岩石的四分之一，广泛存在于硅酸盐和硅石中。 制备 工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。 化学反应方程式： SiO2 + 2C = Si + 2CO↑（高温） 这样制得的硅纯度为97~98%，叫做金属硅。再将它融化后重结晶，用酸除 去杂质，得到纯度约为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅，还要 将其转化成易于提纯的液体或气体形式，再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如 需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提纯处理。 同位素 已发现的硅的同位素共有12种，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29， 硅30是稳定的，其他同位素都带有放射性。 用途 硅是一种半导体材料，可用于制作半导体器件和集成电路。还可以合金的 形式使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷 中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。
元素描述： 由无定型和晶体两种同素异形体。具有明显的金属光泽，呈灰色，密度2.322.34克/厘米3，熔点1410℃，沸点2355℃，具有金刚石的晶体结构，电离能8.151 电子伏特。加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如 Mg、 Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有 氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。 硅在自然界分布很广，在地壳中的原子百分含量为16.7%。是组成岩石矿物的一个 基本元素，以石英砂和硅酸盐出现。 元素来源： 用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。电 子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。 元素用途： 用于制造高硅铸铁、硅钢等合金，有机硅化合物和四氯化硅等，是一种重要的 半导体材料，掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管，整流器和太阳能 电池等。 元素辅助资料： 硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础， 那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层 构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。 长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类；水晶、玛瑙、碧石、 蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是，硅与氧、碳不同，在自然界中 没有单质状态存在。这就注定它的发现比碳和氧晚。 拉瓦锡曾把硅土当成不可分割的物质——元素。
硅的化学性质课件.ppt
4为鉴定产品硅中是否含有微量的铁单质，将试样用稀盐
酸溶解，取上层清夜后需要加入的试剂（填写字母代号）
是 bd 。
a. 碘水 b. 氯水 c. NaOH溶液 d. KSCN溶液
再见
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。
地球生物生存的根基 ——硅酸盐、空气、水、阳光
硅占地壳质量的90%以上 在地壳中的含量居第二位， 仅次于氧
问题讨论
1、Si在自然界中的存在形态： 化合态
2、Si在自然界中的存在形式： SiO2和硅酸盐
3、Si在周期表中位于： 第3周期第IVA族
4、（画出C、Si原子的结构示意图）
C、Si原子的最外电子层上有4个电子，其原 子既难失去电子又难得到电子（难于形成阴、 阳离子），主要形成四价的化合物。
纯净的二氧化硅无色透明。
空间结构类似于金刚石
SiO2晶体
SiO2晶体是具有正四面体结构的 立体网状结构的晶体。
SiO2不是分子式，是化学式，表示二 氧化硅晶体中硅氧原子的个数比。
(4) SiO2的化学性质——很稳定 盛碱溶液的试剂瓶一般 用橡胶塞，不能用玻璃 塞。为什么？
是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。
5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了?
硅及其化合物
硅及其化合物硅1硅的物理性质晶体硅颜色呈灰黑色有金属光泽熔点高硬度大导电性介于金属与非金属之间，是良好的半导体材料.2硅的应用集成电路、晶体管等半导体材料太阳能电池、硅合金可用来制造变压器铁芯等。
3硅的化学性质:与非金属单质反应（1）与氟气反应：Si+2F2==SiF4（2）与氧气反应: Si+O2==SiO2（3）与氯气反应：Si+2Cl2==SiCl4（4）与氢氟酸反应：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑(5）与强碱溶液反应：Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑4硅的原子结构及对性质的影响硅的最外层有四个电子，所以硅不易得失电子，相对稳定。
硅晶体最小环有六个硅原子组成。
硅同时具有氧化性和还原性。
4.硅的工业制法:SiO2→加碳高温=粗硅粗硅→加Cl2高温=SiCl4SiCl4→精馏高温H2→SiSiO2+2C ===(高温) 2CO↑+Si (含杂质的粗硅)Si+2Cl2 === SiCl4SiCl4精馏、除杂，再用H2还原SiCl4+2H2==4HCl+Si（纯度高的多晶硅）二氧化硅1二氧化硅的晶体结构晶体中每个硅原子结合4个氧原子。
每个氧原子结合2个硅原子结合晶体中只含Si原子与O原子，无分子。
2.物理性质无色晶体硬度大熔点高3化学性质:酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。
可与碱性氧化物或强碱反应。
SiO2+CaO===(高温) CaSiO32NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O常温与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O硅酸H2SiO3——酸性弱于碳酸。
微溶于水制备：2H+＋SiO32－== H2SiO3↓CO2＋H2O＋SiO32－== H2SiO3(胶体)＋CO32－硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅胶H2SiO3 =SiO2＋H2O硅酸盐材料普通玻璃1、原料：纯碱、石灰石和石英2、主要设备：玻璃熔炉3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却4、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↑5、主要成分：Na2O•CaO•6SiO26、主要性能：玻璃态物质，非晶体。
硅及其化合物PPT课件
用 多 种 复 合 材 料 装 饰 的 现 代 居 室
高 科 技 耐 高 温 隔 热 材 料
全塑料汽车
钢化玻璃的机械强度:
• 普通玻璃内由于存在着较大的内应力而易脆， 机械强度不大。为了消除这种内应力，必须在生 产玻璃时用偏光仪观察玻璃内应力的变化情况。 当温度达到某一下限时，内应力开始减小，再加 热至温度上限，内应力全部消失。生产钢化玻璃 时，温度必须略超过上限，而后急剧冷却，就好 像钢淬火一样，所以叫做钢化玻璃。钢化玻璃大 大改变了内应力的紧张状态，因而减小了它的脆 性，其机械强度增大。1955年，我国开始生产钢 化玻璃。
(1)按化学组成和特性分 2、材料的分类:
水泥、玻璃、陶瓷
高温结构陶瓷、光导纤维
传统无机非金属材料 无机非金属材料 材料
Fe、Cu、Al、合金等
新型无机非金属材料
金属材料 高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
(2)按用途分
结构材料：利用材料的力学和理、化性质， 广泛应用于机械制造、工程建 设、交通运输等各个工业部门 功能材料：利用材料的热、光、电、磁等性 能用于电子、激光、通讯、能源 和生物工程等许多高新技术领域。
新 型 无 机 非 金 属 材 料
什么是无机非金属材 料
1、材料 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人 类进步的里程碑。历史上的石器时代、青铜器时 代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。 石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分 子（如塑料等）、单晶材料，每一种新型材料的 研制成功，都引起人类文化和生活的新变化。没 有半导体材料，便不可能有目前的计算机技术； 没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今 天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没
十九世纪出现炭制品 如干电池,弧光用炭棒, 冶炼用电极等.1960年 后炭素行业迅速发展, 生产出超高功率电极, 不透性石墨,核工业用 石墨,高纯石墨等制品, 近三十年来随着现代 空间技术,信息技术,能 源技术,核工业技术发 展需要,真正意义上的 新型炭素材料工业得 到突飞猛进的发展.
硅及其化合物1
7．绝大多数非金属元素的最高价含氧酸只有一种，称为某酸，少数还可失水后生成偏某酸，而硅的＋4价含氧酸有许多种，如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5、H6Si2O7等。
8．Na2SiO3＋CO2＋2H2O=H4SiO4↓＋Na2CO3。该反应由于H2CO3的酸性比H4SiO4强而得以进行，但SiO2在高温下与Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2，Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，是CO2气体脱离反应体系才得以实现。
③碳化硼陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。
宝石中学活页课时教案
高三年级复习课学科化学
周次
教学时间
年月日
月教案序号
课题
硅、碳族元素
课型
复习课
教学目的
1.了解碳、硅各种单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的综合应用及其对生态环境的影响，能说明化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
3.科学探究和创新意识：能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案，进行实验探究
教学重点
教学难点
1.碳、硅各种单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的综合应用及其对生态环境的影响，能说明化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
教学方法
启发式、互动式、探究式、体验式
教
学
步
骤
硅及其化合物的特性
1．硅的晶体是良好的半导体材料。
2．硅及其最高价氧化物SiO2的晶体为原子晶体。
3．硅虽是非金属，但可与氢氟酸作用置换出氢气。
硅ppt课件正式.ppt
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O (H2SiO3 + 2OH- == SiO3 2-+ 2H2O) 用H2CO3也可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸 性比H2CO3弱。 Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓ （SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3 ↓ ）
（2）在加热或高温下可以与Cl2、 O2、C等反应。
Si + O2 = SiO2
Si+2Cl2 = SiCl4
高温
Si+C = SiC
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
三、化学性质 最外层四个电子， 不易得、也不易失电子， 主要形成 +4 价化合物。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
(1) 可做光导纤维。 (2) 沙子是基本的建筑材料。 (3) 可做石英坩埚、石英钟、石英表、
硅及其化合物
硅及其化合物硅是一种重要的非金属元素，化学符号为Si。
它是地壳中第二丰富的元素，仅次于氧。
硅是许多矿物的主要成分，包括石英，云母，长石和堇青石。
硅也是许多岩石，沙子和土壤的主要成分之一。
硅及其化合物在工业和先进技术应用中更是扮演着举足轻重的角色。
硅及其化合物有着广泛的应用。
硅的纯度较高时具有重要的半导体特性，因此在电子工业中得到了广泛的应用。
晶体管，集成电路，太阳能电池板等电子产品都离不开硅。
此外，硅还可以制成玻璃纤维，被用于制造轻质、高性能的复合材料。
硅还是高级建筑材料的重要组成部分，许多现代化建筑都采用硅材料进行制造。
硅及其化合物还可以用于电石炼制，酸碱度调节，净水，制造生物玻璃，电磁兼容，烷氧基化，表面处理，电解铝，蓄电池，磷酸盐地肥料等领域。
硅的常见化合物有二氧化硅，硅酸盐，硅胶等。
二氧化硅是一种无色无味的化合物，化学式为SiO2。
它是一种高温高压下常见的结晶态形式，即石英。
石英极为硬度，耐高温和耐腐蚀。
被广泛用作制造窗户，试管，透镜等的材料。
硅酸盐是一种广泛存在于天然矿物中的化合物，主要由硅和氢氧根等组成。
硅酸盐具有多种用途。
一些硅酸盐可以用作建筑材料（例如石膏和石灰岩），还可用作玻璃制造的原材料。
硅胶是一种高性能，多孔性的材料，由二氧化硅制成。
它具有良好的抗湿性，被广泛用于防潮、干燥、过滤等领域。
除了应用广泛，硅及其化合物对环境和健康也有一定的影响。
二氧化硅是大气污染的一个主要因素。
当柴油或汽油燃烧时，二氧化硅将被放出，进入大气并产生雾霾。
在家庭和工业燃烧中也会产生许多有害物质，包括二氧化硅。
硅化合物在某些情况下也可以导致中毒，例如硅化氢在高浓度下对呼吸道会产生刺激作用。
因此，在工业生产和使用硅及其化合物的过程中需要注意环境保护和职业安全。
总之，硅及其化合物在现代化社会中扮演着重要的角色。
从电子行业到建筑工业，从化工到农业，硅及其化合物都广泛应用，改变着我们的生活方式和工作方式。
虽然硅及其化合物的应用给生态环境和健康带来了一些负面影响，但是通过长期的科技创新和环保技术发展，这些问题可以得以逐步解决。
硅及其化合物
中小学1对1课外辅导专家武汉龙文教育学科辅导讲义授课对象授课教师授课时间授课题目课型使用教具教学目标教学重点和难点参考教材教学流程及授课详案时间分配及备注第一节无机非金属材料的主角硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26.3%。
位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。
其中具有代表性的是其中的两位兄长。
碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，“统治了有机界”。
其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。
而它的弟弟------硅，地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，“统治了地壳”，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。
画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。
主要形成四价的化合物。
硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。
所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
［思考］常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。
下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。
一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2 )(1) 存在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。
(图4-3 4-4)水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO2在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。
硅的重要化合物PPT课件
中国玉文化
金玉良缘 中西合璧
从化学角度 分析，主要 成分为硅的 化合物。
新疆和田玉
硅的重要化合物
沙子
水 晶
玛 瑙
一、二氧化硅 SiO2
天然二氧化硅 约占地壳总质量12% 俗称“石英”
玻璃
计算机芯片
光导纤维
石英坩埚
根据二氧化硅的存在和用途, 分析: (1)物理性质 (2)化学稳定性
硅酸钠溶液放置在空气中会变 质，为什么？
Na2SiO3 + CO2+ H2O = H2SCO2与Na2SiO3溶液制 H2SiO3实验装置图。
要求：a 要有CO2发生装置； b 标出你的装置图里选用试剂 及仪器的名称
硅的重要化合物对 人类文明的贡献
玻璃、水泥、陶瓷
名称 化学式 存在形态 物理性质
二氧化硅
SiO2
结晶型 无定型 难溶于水的固体、硬度大、 熔点高
SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
高温
与氢氟酸反应
与碱性氧化物 与强碱反应 用途
SiO2+CaO = CaSiO3
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 建筑材料、饰品等
一、二氧化硅 SiO2 性质
事先将滤纸放入饱 和硅酸钠溶液中充 分浸透，取出干燥 后进行实验。
“点不着的滤纸”
二、硅酸钠
Na2SiO3
用途：木材防火剂；制备硅胶
硅胶泳帽
硅胶干燥剂
说明硅胶具有哪些性质？
不溶于水 不透水 耐腐蚀、稳定 无味无毒 吸附水的能力强
实验探究
认识变色硅胶
实验用品：变色硅胶、胶头滴管、三角 架、石棉网，酒精灯。 将实验台上变色硅胶分装两只烧杯，向 其中一只滴加3 ～4滴水（用胶头滴管）， 对另一只烧杯中变色硅胶进行加热。
硅及其化合物
晶体硅通常呈正四面体排列，每一个硅原子位于正四面体的顶点，并与另外四个硅原子以共价键紧密结合。
这种结构可以延展得非常庞大，从而形成稳定的晶格结构。
无定性硅不存在这种延展开的晶格结构，原子间的晶格网络呈无序排列。
换言之，并非所有的原子都与其它原子严格地按照正四面体排列。
由于这种不稳定性，无定形硅中的部分原子含有悬空键(dangling bond)。
硅及其化合物一．硅gu ī是一种化学元素，它的化学符号是Si ，旧称矽。
原子序数14，相对原子质量28.09，元素周期表上IVA 族的类金属元素。
它极少以游离态在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中 硅在宇宙中的储量排在第八位。
在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。
1. 晶体硅 （1） 晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1414℃，沸点2900℃，晶体硅属于原子晶体，硬而脆有金属光泽，有半导体性质。
硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于制造合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。
结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。
化学性质非常稳定。
在常温下，除氟化氢、氟气和强碱以外，很难与其他物质发生反应。
（2）硅的晶体结构：立体网状结构（与金刚石结构一样）各方向承受压力大，每一个硅原子位于正四面体的顶点，眼神得立体网状结构2. 硅的结构特点既不易失去e -，也不易得e -，以共用电子对的形式与其他原子结合化合价一般为四价（+4，-4）3. 硅的化学性质 （1） 低温下，化学性质稳定，只能与氢氟酸（弱酸），氟气，强碱溶液反应。
Si+2F 2==SiF 4（SiF 4是无色、有毒、有刺激性臭味的气体，易潮解，在潮湿空气中可产生浓烟雾。