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1、1,无机非金属材料的主角 硅,2,硅的概况 在地壳中含量第二 ： 氧 硅 铝 铁,3,硅的存在与分布,存在：没有游离态，只有化合态 分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,4,1 、硅的原子结构,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.,一、硅,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,5,2、硅的性质,硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。,导电性介于导体和绝缘体之间。,常温下硅单质的化学性质不活泼,物理性质,6,硅的工业制法,7,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还
2、可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命,硅的用途,8,二、二氧化硅和硅酸,硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的(与碳不同),存在形式：,氧化物 硅酸盐,9,1.二氧化硅(SiO2),石英晶体是结晶的SiO2，无色透明的叫做水晶，具有彩色环带状或层状的叫玛瑙,石英,10,SiO4四面体结构,网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,11,物理性质:_,化学稳定性:_,硬度大、熔点高、难溶于水,很稳定,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？化学稳定性如何？你的根据是什么？ SiO2这些
3、性质是由什么决定的？,12,二氧化硅的化学性质,与氢氟酸反应,SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O,与碱性氧化物反应,（刻蚀玻璃）,13,与强碱反应,SiO2 2OHSiO32H2O,SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O,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。,14,用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。,15,二氧化硅与二氧化碳的比较,均属于酸性氧化物,CO2 CaOCaCO3,CO2 2NaOH Na2CO3+H2O,Si
4、O2 2NaOH Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,不反应,16,2.硅酸（H2SiO3）,很弱的酸（酸性比碳酸还弱） 溶解度很小,如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？,由于SiO2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。,17,实验4-1,溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生.,硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,18,3、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,结构复杂 一般不溶于水 化
5、学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃,19,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂的原料,20,硅酸盐的丰富性和多样性,人面鱼纹盆,21,22,23,24,陶瓷,日用器皿、建筑饰材、卫生洁具,25,玻璃,普通玻璃: Na2OCaO6SiO2,26,水泥,以黏土和石灰石为主要原料,27,具有特殊功能的含硅物质,碳化硅（金刚砂）,28,硅钢 导磁性良好，用作变压器铁芯,29,硅橡胶,30,分子筛,具有均匀微孔结构的铝硅酸盐,31,生物陶瓷,人造骨,32,氧48.6%,硅26.3%,铝7.73%,铁4.75%,钙3.45%,钠2.74%,钾2.47%,镁2.00%,氢0.16%,其他1.20%,33,34,硅单质,
