1、第4章 元素与材料世界第一节 硅 无机非金属材料（第一课时）一、教材分析（一）知识脉络 本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开，介绍了硅、二氧化硅的性质，硅单质的制法，硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用。（二） 内容框架半导体材料 硅的性质 光导纤维 二氧化硅的性质二、教学目标1 知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。2 方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。3 情感态度与价值观
2、目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生对化学的兴趣。三、 重点、难点 硅 二氧化硅的主要性质，硅的制法四、 教学过程教学环节教学活动教学中可能出现的情况设计意图通过硅在生活中的应用，创设生活情景引入探讨课题【媒体展示】日常生活用品，工农业设施，建筑交通工具等。一组图片【设问】丰富的物质世界，你知道构成它们的材料么？【过渡】我们站在不同的角度，对材料有不同的分类。【联想质疑】图片展示高科技芯片，传导电话光缆，化学实验室的玻璃仪器 一组图片【设问】它们是否与沙子存在一定的联系？【过渡】高纯度的硅是常见的最重要的半导体材
3、料，它与我们的生活密切相连。这一节我们就来探讨硅 无机非金属材料。【板书】4-1硅 无机非金属材料一 单质硅与半导体材料1.硅的存在及物理性质【学生回答、教师总结】构成它们的材料有：塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等从来源分：天然材料、人工合成材料从导电性分：导电材料、半导体材料、绝缘体材料从物质类别分：无机材料、有机材料；金属材料、非金属材料从物质性质分：【学生回答】有联系 沙子-硅-芯片，光缆，玻璃仪器通过自主思考看图片总结，使学生的分析归纳能力提高。图片说明化学可以实现神奇的转化，激发学生学习兴趣。通过设问，学生积极思考，理解硅广泛使用的原因，更好的理解性
4、质决定用途。【提问】硅与我们的生活密切相连，下面咱们来介绍一下硅【思考】所学过的同素异形体有哪些？【设问】在前面的学习中，我们已经探讨过许多非金属（如Cl2 S C N2)它们在化学性质方面有哪些相似之处？【追问】硅作为典型的非金属单质，具有这些性质吗？【板书】2.硅的化学性质【交流研讨】通过以上学习，什么原因使硅成为现在使用广泛的半导体材料，而不是锗？【板书】3.硅的应用【追问】硅除作为半导体材料还有哪些用途？【在追问】硅有这么重要的应用，自然界中没有游离态的硅，都是以化合态的形式存在，我们如何得到高纯的单质硅呢？【板书】4.硅的制取【归纳】硅在地壳中的含量居第二位，仅次于氧。单质硅有晶体硅
5、和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间。【学生回答】O2和03 石墨 金刚石和C60单斜硫和斜方硫 白磷和红磷【学生回答】可与H2 反应可与 O2 反应【归纳】硅的性质比较稳定常温下：不活泼，不与H2 ， Cl2O2 硫酸，硝酸等物质反应。加热时：可与O2 反应。【学生回答、教师总结】硅成为一种重要的半导体材料的原因是：原料丰富易得，价格低，常温下化学性质稳定。【学生回答 教师整理】硅除作为半导体材料用来制集成电路、晶体管、硅整流器外，还可制造太阳能电池，硅合金等。硅合金用于制造变压器、耐酸设备等【归纳】工业上是用焦炭在电炉中还原二氧化硅
6、得到含有杂质的粗硅，再加以提纯。引导学法，学会化学思维方式，能够根据相关知识进行合理推断，从而解决问题。突出物质性质与材料应用的关系。二氧化硅和光导纤维通过二氧化硅的应用，引发学生的兴趣，了解其原理。【板书】二 、 二氧化硅和光导纤维1. 二氧化硅的存在和物理性质【设问】在自然界哪些常见物质的主要成分是二氧化硅？【追问】具有怎样的物理性质？【设问】从物质分类角度来看，二氧化硅属于哪类物质？它应该具有哪些化学性质？【追问】酸性氧化物的通性有哪些？【再追问】二氧化硅具有这些通性吗？【板书】2.SiO2的化学性质【交流研讨】过去人们曾应用CaF2粉末和浓H2SO4的混合物涂抹到玻璃上刻字作画，请说明
7、原理。【设问】1992年在美国曾提出一项关于通信方面的计划，大家知道是什么吗？【板书】3.光导纤维【阅读】教材109页了解光导纤维回答以下问题（1）光导纤维概念（2)成分（3)原理【学生回答】常见的有沙子、鹅卵石、石英、水晶、玛瑙、翡翠密度比较大，不溶于水【学生回答】属于非金属氧化物 酸性氧化物应该有酸性氧化物的通性。【学生回答】可与水反应生成相应的酸可与碱反应可与碱性氧化物反应【归纳】SiO2 不与水反应可与碱，碱性氧化物反应特性：常温下可与HF反应【学生回答】CaF2与浓H2SO4混合反应生成HF，HF可以刻蚀玻璃【教师讲授】是“信息高速公路”计划，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。全世界
8、总量超过1亿公里。我国在1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。中日、中美海底光缆已经开通。另外，光纤还用于医学等许多方面，如肠镜、胃镜。甚至可以利用内窥镜观察到心脏内部的情况。【学生回答】（1）简称光纤是利用光的全反射来传导光线的透明度极高的细线。（2)成分是二氧化硅（3)原理是利用光的全反射来传导光纤，为防止泄露，外面有外包皮层。引导学生利用物质分类知识讨论物质的性质。联系生活实际问题，引发学生的学习兴趣，开阔学生视野，也使学生懂得应用化学只是解决生活的中的问题。课题总结本节内容我们从生活实际出发，重点讨论了硅的主要性质和应用，二氧化硅的主要性质和应用领悟 回忆促进学生总结归纳能力的提高。沙子光导纤维计算机光通信沙子光导纤维计算机光通信
