无机非金属材料-硅[上学期]

课件21张PPT。第一节
无机非金属材料的主角—硅一、硅和碳最外层电子数相同，都有4个电子，化学性质相似1、硅：在常温下，化学性质不活泼，除F2、HF酸和强碱外，不跟其它物质起反应Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2? Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2?2、碳：在常温下，化学性质不活泼，随着温度升高，碳的活动性大大增强3、硅的制法、存在及用途（2）存在：自然界中，只以化合态在（SiO2或硅酸盐的形式存在)存在于地壳的矿物和岩石里，在地壳中，硅的含量居第二位
（3）用途：硅是重要的半导体材料，在电子工业上有广泛的用途二、二氧化硅（SiO2）1、SiO2的结构 地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两种2、二氧化硅的存在和用途玛瑙存在：
硅石 玛瑙 水晶 石英
分为:晶体(石英和水晶)
无定形(硅藻土)
3、SiO2的性质（1）物理性质SiO2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明（2）化学性质a. SiO2的化学性质不活泼，只能与HF酸反应SiO2+4HF=SiF4?+2H2O思考为什么可用氢氟酸雕刻玻璃？用什么容器来盛HF酸？ 因为玻璃中含有SiO2，而SiO2可以跟HF酸发生反应，所以HF酸可以腐蚀玻璃，从而可用氢氟酸雕刻玻璃；故不能用玻璃瓶盛HF酸，而用塑料瓶。b. SiO2是酸性氧化物：在常温下与强碱溶液发生反应，生成盐和水SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含有SiO2，磨砂玻璃遇到强碱溶液时，SiO2与强碱 NaOH溶液反应生成了硅酸盐Na2SiO3，由于Na2SiO3溶液有良好的黏结性使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。故凡是盛放碱性溶液的玻璃试剂瓶，均不可用玻璃塞，而要用橡皮塞、塑料塞或软木塞。为什么实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？c. 在高温下，SiO2与碱性氧化物反应生成盐d. 在一定条件下，SiO2显现出弱氧化性2、硅酸(H2SiO3) SiO2对应水化物是硅酸，SiO2是硅酸的酸酐（1）制法：由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得Na2SiO3+2HCl=H2SiO3?+2NaClSiO32-+2H+=H2SiO3?（2）硅酸为白色固体，难溶于水硅酸浓度较大时，就会形成“硅胶”（3）硅酸的酸性很弱，比H2CO3酸性还弱，与碱反应时只能与强碱反应H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2OH2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O比较碳酸和硅酸的酸性，如何证明？Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3?（4）硅酸的热稳定性很弱，受热分解为二氧化硅和水A三、硅酸盐首先变干，后又燃烧仅是变干，而不燃烧Na2SiO3的水溶液可用作木材的防火剂硅酸钠(Na2SiO3)1、物理性质：白色固体，易溶于水；俗名水玻璃或泡花碱水玻璃是无色黏稠的液体，黏结性很强，是一种矿物胶2、化学性质：热稳定性强，易跟碳酸(CO2+H2O)及更强的酸反应Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3?+Na2CO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3?+2NaCl硅酸盐的组成的表示方法
（1）盐化学法——组成简单的硅酸盐
如硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）
（2）氧化物法
如：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O
练习：例1 某硅酸盐化学式为Mg2Si3O8·n H2O试用氧化物形式表示其组成
例2 正长石的组成表示为KAlSi3Ox，
则x= 用氧化物的形式表示，其组成为为什么土壤具有保肥能力？ 硅酸盐长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并形成土壤胶体土壤胶体一般带负电，能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子，元代的精美瓷器硅酸盐材料 水泥玻璃陶瓷单晶硅