《高中化学必修2无机非金属主角 硅第一讲 新课标 人教》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学必修2无机非金属主角 硅第一讲 新课标 人教（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一讲：无机非金属主角第一讲：无机非金属主角硅硅1、Si在自然界中的存在形态：在自然界中的存在形态：2、Si在自然界中的存在形式：在自然界中的存在形式：3、Si在周期表中位于：在周期表中位于： 4、C、Si原子的最外电子层上有原子的最外电子层上有4个电子个电子（画出（画出C、Si原子的结构简图），其原子既原子的结构简图），其原子既难失去电子又难得到电子（难于形成阴、阳难失去电子又难得到电子（难于形成阴、阳离子），离子），主要主要形成形成4价的化合物。价的化合物。 SiO2和和硅酸盐硅酸盐C：2、4、4Si：4、4化合态化合态5、主要化合价、主要化合价第第IVA族第族第3周期周期。Si元素元素一
2、一 、SiO2及硅酸及硅酸1、二氧化硅、二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。高温高温a 、不能与水化合、不能与水化合b、与碱性氧化物化合：、与碱性氧化物化合：SiO2+CaO CaSiO3SiO2+Na2O Na2SiO3C、与碱反应：、与碱反应：SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O注意：注意：盛盛碱溶液碱溶液的试剂瓶一般用的试剂瓶一般用橡胶塞橡胶塞，不能用，不能用玻璃塞玻璃塞。为什么？为什么？高温高温与与HF反应：反应：SiO2+4HF SiF4+2H2O注意：注意：一般用一般用塑料试剂瓶塑料试剂瓶盛盛氢氟酸氢氟酸，不能用，不能用玻璃玻璃试
3、剂瓶试剂瓶。为什么？为什么？（用于雕刻玻璃）（用于雕刻玻璃） 弱氧化性：弱氧化性：SiO2 + 2C Si + 2CO高温高温Si + C SiC（金刚砂金刚砂）高温高温SiO2 + 3C SiC + 2CO高温高温SiO2 + 2Mg Si+ 2MgO高温高温SiO2 + 4Mg Mg2Si + 2MgO高温高温与与Na2CO3等反应：等反应： SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2高温高温高温高温 制光导纤维、石英玻璃、石英钟表制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学等；制造电子工业中的重要部件、光
4、学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。（5）SiO2的用途与危害：的用途与危害： 在隧道开凿，石英粉加工等工作在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。硅肺病（旧称矽肺）。危害：危害：用途：用途：二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化学式化学式化学式的化学式的意义意义通常状况通常状况下的状态下的状态硬度硬度水溶性水溶性熔沸点熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较二氧化硅和
5、二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳表示二氧化碳分子及其组成分子及其组成表示二氧化硅晶体表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比中硅氧原子个数比气态气态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅稳定性稳定性与水与水反应反应与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应与碱与碱反应反应与与HF反应反应高温高温稳定稳定很稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反应不反应CO2+CaO = CaCO3SiO2+CaO = CaSiO3CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O不反应不反应SiO2+4HF =
6、SiF4+2H2O化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅弱氧弱氧化性化性与碳与碳酸钠酸钠等反等反应应高温高温 SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2高温高温高温高温CO2 + C = 2CO高温高温 SiO2 + 2C = Si + 2COCO2+H2O+Na2CO3 =2NaHCO3 CO2 +H2O+ CaCO3 = Ca（HCO3）2图2空间结构表示硅原子图1平面结构二氧化硅晶体结构二氧化硅10928180在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟4个氧原子结合，同时每个氧原子个氧原子
7、结合，同时每个氧原子跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1 ：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。它的熔点（的比例所组成的立体网状结构的晶体。它的熔点（1723）沸点）沸点（2230）高，硬度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。）高，硬度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。SiO二氧化硅晶体结构2、硅酸（、硅酸（H2SiO3） H2SiO3是是SiO2的对应水化物（的对应水化物（ SiO2 是是H2SiO3的的酸酐酸酐），是一种不溶性酸，是一），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比种白色固体，其酸性比H2CO3还弱
8、。还弱。（1）制法）制法可溶性硅酸盐与酸反应：可溶性硅酸盐与酸反应：现象现象结论结论化学方化学方程式程式滴入酚酞后溶液变为滴入酚酞后溶液变为红红色，再滴入稀盐酸，溶色，再滴入稀盐酸，溶液液红红色变色变浅浅至至无无色，同时有色，同时有白白色胶状沉淀产生色胶状沉淀产生 a、Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性，b、可溶性硅酸、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形、静置则形成硅酸沉淀。成硅酸沉淀。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（2）酸性太弱，只能与强
9、碱发生中和反应）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（3）不稳定（比）不稳定（比H2CO3稳定），受热易稳定），受热易分解分解 用用H2CO3可制得可制得H2SiO3 ，可证明，可证明H2SiO3 的酸性比的酸性比H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3SiO32- + 2H+ = H2SiO3Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3H2SiO3 = H2O + SiO23、硅酸钠（硅酸钠（Na
10、2SiO3），俗名叫），俗名叫泡花碱泡花碱，白色固，白色固体，易溶体，易溶 于水，其于水，其水溶液水溶液俗名叫俗名叫水玻璃水玻璃。2、结构复杂结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定，一般不溶于水，化学性质很稳定1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称总称。二、硅酸盐二、硅酸盐实验实验4-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论先变干，后燃烧先变干，后燃烧仅变干，不燃烧仅变干，不燃烧Na2SiO3溶液可作木溶液可作木材、纸张的防火剂材、纸张的防火剂 水玻璃水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐
11、蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。（2）氧化物化学式法：）氧化物化学式法： 金属氧化物金属氧化物（低价（低价高价）高价）二氧化硅二氧化硅水水（1）盐化学式法：）盐化学式法： 如：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等等4、硅酸盐组成的表示方法：、硅酸盐组成的表示方法：滑滑 石：石：3MgO4SiO2H2O云云 母：母：K2O3Al2O36SiO22H2O沸沸 石：石：Na2OAl2O33SiO22H2O石石 棉：棉：3MgOCaO4SiO2高岭石（黏土）
12、：高岭石（黏土）：Al2O32SiO22H2O 如：如：能表能表示成示成盐的盐的形式形式吗？吗？Si10928返 回 晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是由一个硅原子与由一个硅原子与4个硅原子结合形成个硅原子结合形成正四面体，许多这样的正四面体向正四面体，许多这样的正四面体向周围空间延伸形成空间网状周围空间延伸形成空间网状的结构。但由于的结构。但由于硅原子半硅原子半径比碳原子半径大径比碳原子半径大，所以，所以，其其熔沸点要比金刚石低，熔沸点要比金刚石低，硬度要比金刚石小。硬度要比金刚石小。1、晶体结构、晶体结构三、硅单质三、硅单质硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅
13、的结硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体。体网状结构的晶体。3、化学性质、化学性质 常温下，硅的化学性质很稳定，除常温下，硅的化学性质很稳定，除F2、HF和强碱外，硅不跟其它物质（如和强碱外，硅不跟其它物质（如O2、Cl2、H2SO4、HNO3等等）反应。）反应。晶体硅是带有晶体硅是带有金属光泽金属光泽、灰黑色灰黑色、硬硬而而脆脆的的固体固体，熔、沸点高熔、沸点高，导电性介于导，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的体和绝缘体之间，是良好的半导体材料半导体材料。2、物理性质、物理性质（1）常温下能发生
14、的反应）常温下能发生的反应 Si+2F2= SiF4 Si+4HF= SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2NaOH+Ca(OH)2 =Na2SiO3+CaO+2H2加热加热生氢剂：生氢剂：4、用途、用途 晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、整流器等半导体器件和光电池，硅芯片是整流器等半导体器件和光电池，硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心，硅还可各种计算机、微电子产品的核心，硅还可以用于制造铝合金、铁合金等。以用于制造铝合金、铁合金等。（2）高温下能发生的反应）高温下能发生的反应 Si+2Cl2 SiCl4 Si+O2 SiO2 Si+C SiC Si+2Mg Mg2Si高温高温高温高温高温高温高温高温5、硅的工业制法、硅的工业制法 高纯硅的一般纯度要求达到高纯硅的一般纯度要求达到99.9999%，甚至达到甚至达到99.9999999%以上。以上。（1）粗硅的制取：）粗硅的制取：SiO2 + 2C Si + 2CO高温高温（2）高纯硅的制取：）高纯硅的制取：Si（粗）（粗）+ 2Cl2 SiCl4 SiCl4 + 2H2 Si（高纯）（高纯）+ 4HCl高温高温高温高温
