无机非金属材料的主角-硅PPT课件(上课用很好)

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1、第四章第四章非金属及其化合非金属及其化合物物Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地壳中元素质量分数地壳中元素质量分数第一节无机非金属材料的主角第一节无机非金属材料的主角硅硅Si-26.30%硅的存在与分布硅的存在与分布存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以（以氧化物和硅酸盐氧化物和硅酸盐的形式存在）的形式存在）分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。元素。图图 4-1 4-1 硅的广泛存在硅的广泛存在硅和碳硅和碳一样一样, ,其原子其原子既既不易失去电子，也不易得到电不易失

2、去电子，也不易得到电子子，所以硅的化学性质不活泼所以硅的化学性质不活泼, ,主要形成四价化合物主要形成四价化合物CSi碳碳是构成有机物是构成有机物的主要元素的主要元素硅硅是构成岩石和许是构成岩石和许多矿物的主要元素多矿物的主要元素从从原子结构原子结构认识硅认识硅结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、一、 二氧化硅二氧化硅（ SiO2 ）1 1、存在、存在: :硅石硅石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。结结晶的晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二

3、氧化硅叫硅石叫硅石。 每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角。在四个顶角。 同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用，用SiO2来表示来表示二氧化硅的组成二氧化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优具有优良的物理和良的物理和化学性质化学性质2 2、结构、结构正四面体的

4、空间网状结构（为原子晶体），正四面体的空间网状结构（为原子晶体），性质稳定。性质稳定。“SiO2”表示组成的化学式，表示组成的化学式，而不表示分子式。而不表示分子式。金刚石、晶体硅的结构与金刚石、晶体硅的结构与SiO2类似，类似，也为原子晶体。也为原子晶体。3 3、SiOSiO2 2的用途的用途现代通信用现代通信用光缆光缆光学纤维光学纤维胃镜胃镜用用光导纤维光导纤维做做无开刀手术无开刀手术光导纤维光导纤维手术头灯手术头灯光导纤维光导纤维思考与交流思考与交流4物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水1.玻璃中

5、含有玻璃中含有SiO2，从物，从物质组成和性质角度来分类，质组成和性质角度来分类， SiO2属于哪类物质？属于哪类物质？2. SiO2可能具有哪些化学性质？可能具有哪些化学性质？5 5、二氧化硅的化学性质（、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼通常很不活泼）（1）、）、具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性、与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水、与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃有粘性，其溶液俗称水玻璃）实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶用橡溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞皮塞而不用玻璃塞 NaOHNaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的Si

6、OSiO2 2反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶，使瓶塞部分粘结而无法打开。因塞部分粘结而无法打开。因此盛装此盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶不溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。能用玻璃塞而要用橡胶塞。SiF42H2O此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃思考思考: :实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ HFHF能腐蚀玻璃能腐蚀玻璃. .因此，盛装因此，盛装氢氟酸氢氟酸不能用玻不能用玻璃试剂瓶而要用璃试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。（3）、 Si02 的弱氧化性Si02高温下与C作用可制取粗硅 2C+SiO2 Si+2CO高温总总 结结Si

7、OSiO2 2COCO2 2所属类型所属类型物物理理性性质质色色 态态熔沸点熔沸点硬硬 度度溶解性溶解性化化学学性性质质CO2+2NaOH =Na2CO3+2OSiO2+2NaOH =Na2SiO3+2O高温高温SiO2+Na2O=Na2SiO3坚硬难熔固体坚硬难熔固体高高大大不溶于水不溶于水无色气体无色气体低低小小溶于水溶于水CO2+Na2O=Na2CO3高温高温酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物CO2+H2O=H2CO3 不反应不反应与水反应与水反应与碱反应与碱反应与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应SiO2 +2C = Si + 2CO高温高温CO2 + C = 2CO高温高温氧化性氧

8、化性 试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶细口瓶，磨口塞细口瓶，磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细口瓶，橡皮塞细口瓶，橡皮塞 实验室有几种试剂，根据它们各自的实验室有几种试剂，根据它们各自的性质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对性质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。线。二、硅酸二、硅酸( (H2SiO3 ) ) 硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于水不溶于水；是一种；是一种弱酸弱酸，酸性比碳酸性比碳酸还弱，酸还弱，不能使指示剂变色。不能使指示剂变

9、色。 思考思考二氧化硅难溶于水，又不二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那与水反应，那么，么，如何制得硅如何制得硅酸呢？酸呢？实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸再滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色 Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 （胶体）（胶体）+2NaCl实验探究实验探究滴入盐酸有凝胶产生滴入盐酸有凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水用用HH2 2COCO3 3可制得可制得HH2 2SiOSiO3 3 ，可证明，可证明HH2 2SiOSiO3 3 的酸性比的

10、酸性比HH2 2COCO3 3弱（强酸制弱酸）。弱（强酸制弱酸）。SiOSiO3 32- 2- + H+ H2 2O + COO + CO2 2= CO= CO3 32- 2- + H+ H2 2SiOSiO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3 + H+ H2 2O + COO + CO2 2 = Na= Na2 2COCO3 3 + H+ H2 2SiOSiO3 3 向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO3生成的硅酸逐渐聚合而形成成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶硅酸溶胶（能流动），（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶硅