1、第一节 硅 无机非金属材料 你还知道哪些含硅的物质？学.科.网水晶玛瑙硅的广泛存在元素周期表第A族的二兄弟碳和硅豪门二杰 碳元素硅元素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”。煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，“统治了地壳”硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异一、二氧化硅和硅酸硅是一种亲氧元素，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。1、二氧化硅（SiO2）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
2、形和无定形两大类，通称硅石。SiO2的结构 zxxkw玛瑙水晶晶体二氧化硅硅藻土 中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨。仅次于美国，居世界第2位。在地区分布上，以吉林最多，占全国储量的54.8%，云南、福建、河北等地次之。矿床类型主要为火山物源沉积型矿床(吉林长白、山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等)和陆源沉积型(云南寻甸、四川米易硅藻土矿等)矿床。成矿时代集中在第三纪和第四纪，以第三纪为主。无定形二氧化硅光学纤维胃镜二氧化硅的用途二氧化硅的用途 坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。（1）物理性质：（2）化学性质
3、：（a）常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，HF是唯一 能跟其反应的酸）4HF+SiO2=SiF4+2H2O（b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O与强碱反应：与碱性氧化物反应：SiO2+CaO=CaSiO3高温(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。)2.硅酸（H2SiO3）思考：1.二氧化硅不溶于水，不跟水反应，如何从二氧化硅来制备H2SiO3 是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明
4、的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。实验41二、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等。实验42几种硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥，最重要的无机非金属材料。新型的陶瓷zxxkw三、新型无机非金属材料的特性 1.能承受高温、强度高。例如：氮化硅陶瓷在1200左右的高温下，仍具有很高的
5、强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。3.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。处于高温下的光导纤维F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。4.具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应
6、用在医疗上。人造关节zxxkw（2）硅酸盐组成的表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。实例Na2SiO3 Na2OSiO2 高岭石Al2（Si2O5）（OH）4 Al2O3 2SiO22H2O 要领：两边原子个数守恒 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：金属按活动顺序表K2O2Al2O36SiO22H2OK(Al2Si3O10)(OH)2三、硅单质单质硅有晶体硅和无定形两种。结构类似于金刚石，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点1410，硬度大、有脆性，在常温下化学性质不活泼。处于金属与非金属的过渡位置。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料4、化学性质：不活泼(1)常温下
7、：(知识介绍）Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2 注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。(2)加热时：与某些非金属反应 5、工业制粗硅：粗硅提纯 *Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl Si+O2=SiO2 SiO2+2C=Si+2CO 高温硅的用途硅元素单质硅Si+F2Si+HFSi+NaOH加热能与某些非金属单质反应（O2、Cl2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光导纤维的主要原料，光导纤维可用作通讯材料和制造医用内窥镜等硅可制造集成路、太阳能电池等；硅合金可用来制造变压器铁芯、耐酸设备等。只有化合态SiO2硅酸盐C 高温HF无游离态常温不活泼作业：习题1、4zxxkwzxxkw
