硅及其二氧化硅
硅和二氧化硅的结构-概述说明以及解释
硅和二氧化硅的结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:硅是一个非金属元素，属于周期表中的第14族，原子序数为14，化学符号为Si。
它在自然界中广泛存在于矽酸盐和硅氧石等化合物中。
硅具有良好的导电性和光伏特性，因此在半导体器件、太阳能电池等领域有着广泛的应用。
同时，由硅与氧元素形成的化合物二氧化硅，也就是常说的硅石英，是一种重要的无机化合物，具有稳定的结构和优良的物理化学性质。
本文将探讨硅和二氧化硅的结构特点，以及它们在科学研究和工业应用中的意义。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分中，我们将对硅和二氧化硅的重要性进行概述，介绍本文的目的和意义，以及文章的整体结构安排。
在正文部分，我们将首先深入探讨硅的结构，包括其原子结构、物理性质和化学性质，以便读者了解硅的基本特性。
接着，我们将详细讨论二氧化硅的结构，包括其分子结构、结晶结构以及在不同应用领域中的应用情况。
最后，在结论部分，我们将总结硅和二氧化硅的结构特点，探讨它们在科学研究和工业应用中的重要性，同时展望未来的研究方向，为读者提供对这一领域的更深入了解和思考。
1.3 目的本文旨在深入探讨硅和二氧化硅的结构特点，分析其原子、分子和结晶结构，探讨其物理性质和化学性质。
通过对硅和二氧化硅结构的详细描述和分析，旨在帮助读者更深入地理解这两种物质在科学研究和工业应用中的重要性和价值。
同时，本文还将展望硅和二氧化硅在未来可能的研究方向，为相关领域的科研工作者提供一定的参考和启示。
通过本文的阐述，希望能够激发更多对硅和二氧化硅结构的研究和探索，推动相关领域的发展和进步。
2.正文2.1 硅的结构硅是地球上最丰富的元素之一，它的原子序数为14，电子排布为2, 8, 4。
在周期表中，硅位于第三周期、14族元素。
硅的原子结构具有四个价电子，因此每个硅原子可以形成四个共价键。
硅原子通过共价键形成硅晶体，硅晶体的晶格结构为菱面体结构。
硅的物理性质表现为高硬度、高熔点、高电阻率等特点。
硅和二氧化硅
硅和二氧化硅一、硅硅元素在地壳中的含量占第二位，全部以化合态存在。
1、物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。
2、化学性质硅的化学性质不活泼，在化学反应中主要表现还原性。
在常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合；在高温下才能跟氢气反应，表现弱氧化性，一般硅的氢化物只能用间接方法制得。
Si+O2SiO23、硅的制备⑴制粗硅粗硅是在电炉里用碳还原二氧化硅而制得SiO2+2C Si+2CO↑⑵制高纯硅将上面反应制出的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。
有关的反应方程式为；Si+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si+4HCl4、硅的用途：硅可用来制作合金；高纯硅可作半导体材料。
二、二氧化硅1、物理性质：二氧化硅是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。
2、化学性质：二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟水及酸(氢氟酸除外)发生反应。
由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应。
SiO2+4HF＝SiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(碱溶液不能盛在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)3、特性：二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。
a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟酸作用制得。
b．酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应。
三、硅酸硅酸(H2SiO3)是不溶于水的弱酸，它的酸性比碳酸还弱。
四、硅酸盐1、硅酸盐的书写硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。
一般从左到右依次为：活泼金属的氧化物活泼非金属的氧化物水，各氧化物之间用小点“·”相连。
例如：硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2)；镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO·SiO2)；高岭石A12(Si2O5)(OH)4(A12O3·2SiO2·2H2O)2、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂、防腐剂。
考点05 硅与二氧化硅的性质(要点总结)
2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版2019必修第二册）考点05 硅与二氧化硅的性质复习要点1.了解硅及二氧化硅的主要性质及应用。
2.了解高纯硅的工业制备方法。
核心梳理1．硅及其化合物特性(1)Si、SiO2都能与氢氟酸反应。
(2)常见单质中能与NaOH溶液反应产生H2的有金属Al，非金属Si。
(3)粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2。
(4)硅酸是不溶于水的弱酸。
2．硅单质的化学性质(1)在常温下，能与F2、氢氟酸和强碱溶液反应①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑③与NaOH溶液反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑(2)加热和高温时，能与O2、Cl2、C等反应①与O2反应：Si＋O2===SiO2②与Cl2反应：Si＋2Cl2===SiCl4③与C反应：Si＋C===SiC3．硅的制备硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：(1)粗硅的制备：2C＋SiO2Si(粗硅)＋2CO↑(2)纯硅的制备：工业制备高纯硅的原理示意图典型例题 例1 半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO 2制取Si 。
制取过程中不涉及的化学反应是( )A ．2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑B ．SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2OC ．Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4D ．SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl【答案】B【解析】由SiO 2制取Si 时要先制得粗硅，反应为2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑，然后再进行提纯，反应依次为Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
变式强化硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
高中化学-硅及二氧化硅
实验室有六种试剂，根据 它们各自的性质，必须选择适 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 行连线。
试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水
试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶
3、二氧化硅的用途
制光导纤维
石英制品
硅酸及硅酸盐
(1)硅酸：硅酸、原硅酸都不溶于水，属 于弱酸，其酸性比碳酸弱：
Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4↓
H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4↓
（2）硅酸盐
结构复杂 种类繁多 用二氧化硅和金属氧化
物的形式表示其组成
5、工业制粗硅：
高温
SiO2+2C===Si+2CO
粗硅提纯 Si+2Cl2===SiCl4
*
SiCl4+2H2===Si+4HCl
能溶解硅且能放出氢气的是
（ C、D ）
A、浓盐酸
B、稀硫酸
C、氢氟酸
D、浓烧碱
6、用途：
高纯硅：半导体材料。 变压器铁芯
合金 （含硅4%的钢有导磁性） 耐酸设备
（含硅15%左右的钢有耐 酸性）
有三种元素X、Y、Z。X和Y位于周期表的同 一周期，可形成共价化合物XY2，此化合物在常 温下为气态。 Z和 X为同族元素，Z和 Y可形成 共价化合物 ZY2，此化合物在常温下为固态。 X 的单质跟 ZY2反应可生成Z的单质。Z的一种晶体 是很好的半导体材料。根据以上事实判断X、Y、 Z各为什么元素，写出上述有关反应的化学方程 式。
硅与二氧化硅导热系数比较表
硅与二氧化硅导热系数比较表（实用版）目录1.硅和二氧化硅的导热系数概述2.硅的导热系数3.二氧化硅的导热系数4.比较硅和二氧化硅的导热性能5.硅和二氧化硅在实际应用中的表现正文1.硅和二氧化硅的导热系数概述硅（Si）和二氧化硅（SiO2）是两种重要的硅基材料，它们在工业领域和科研领域具有广泛的应用。
导热系数是衡量材料导热性能的重要参数，对于硅和二氧化硅这两种材料，它们的导热系数有何差异呢？2.硅的导热系数硅是一种金属元素，其导热系数为 0.21W/m·K。
硅具有良好的导热性能，可以作为热传导材料在电子器件等领域应用。
3.二氧化硅的导热系数二氧化硅是一种非金属元素，其导热系数相对较低，为 0.27W/cm·K。
然而，二氧化硅具有优异的光学特性，可以制作光导纤维等光学器件。
4.比较硅和二氧化硅的导热性能从导热系数上看，硅的导热性能要优于二氧化硅。
硅的导热系数为0.21W/m·K，而二氧化硅的导热系数为 0.27W/cm·K，两者相差较大。
因此，在需要良好导热性能的应用领域，硅是一种更为理想的材料。
5.硅和二氧化硅在实际应用中的表现硅和二氧化硅在实际应用中表现出不同的特性。
硅广泛应用于半导体、光电子和太阳能电池等领域，其良好的导热性能可以有效提高器件的性能和稳定性。
而二氧化硅主要应用于光纤通信、光学传感器和光催化等领域，其优异的光学特性使得光信号能够在纤维中进行全反射，实现高速、远距离的信息传输。
综上所述，硅和二氧化硅的导热系数差异较大，硅具有较好的导热性能，而二氧化硅在光学领域具有独特的优势。
硅及其二氧化硅的化学性质
硅及其二氧化硅的化学性质教学重点：硅及其二氧化硅的化学性质教学过程：引入：本节主要学习硅及二氧化硅的化学性质。
阅读：教材硅在自然界的存在形式一段。
讲述：硅的分布与存在展示：硅单质的图片阅读：硅的物理性质一段讲解：硅的物理性质。
展示：晶体硅的图片。
讨论：根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。
小结：硅的化学性质。
常温下化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质反应。
加热条件下，硅能跟一些非金属反应。
简介：硅的工业制法。
用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。
与氯反应生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。
然后用氢气还原。
归纳：硅的用途。
硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。
展示：太阳能电池的图片。
简要介绍：二氧化硅的结构，播放二氧化硅结构的动画。
展示：二氧化硅的图片小结：二氧化硅的物理性质和用途。
对比：让学生根据二氧化碳的性质推断二氧化硅的主要化学性质。
归纳：二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但是它不能与水反应。
能与氢氟酸、碳酸钙、碳酸钠（制玻璃的主要反应）固体等反应。
介绍：硅酸盐组成的表示方法并练习用氧化物形式表示高岭石和钙长石。
硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。
表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·”隔开。
课堂练习：1．下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（）（A）锗和硅（半导体材料）（B）二氧化硅（制光导纤维）（C）水玻璃（用作粘合剂）（D）原硅酸（用作耐火材料）2．将过量的二氧化碳分别通入①氯化钙溶液②硅酸钠溶液③次氯酸钙溶液④饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（）（A）①②③④（B）②④（C）①②③（D）②③④参考答案：D；B。
（说明：教师可以根据本班具体情况增加硅酸的部分内容。
硅和二氧化硅简介
硅（Si）硅guī（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。
原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。
硅在宇宙中的储量排在第八位。
在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。
目录◆原子硅◆元素硅◆总体特性◆硅的用途◆缺乏症◆高硅症◆工业制取纯硅原子硅硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。
电子在原子核外，按能级由低到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。
硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。
最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。
正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质[3]。
高纯硅电子转移.MP4元素硅元素描述：◆晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色◆密度2.32-2.34g/cm3◆熔点1410℃，沸点2355℃◆属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导体性质◆具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电子伏特。
晶体硅的结构.flv◆化学性质：在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。
[2]加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用生成硅化物。
硅和二氧化硅
硅和二氧化硅
硅和二氧化硅是发源于自然界同一元素硅最常见的两种物质。
它们都是无机物质，具有不同的特性，发挥着重要的作用。
硅和二氧化硅可以大致划分为三类：硅岩、硅灰和二氧化硅。
硅岩是硅含量最高的物质，也是硅原料的主要来源。
硅岩可以根据其成分、特点和结构分为若干种，主要有玄武岩、安山岩、侏罗系岩石以及精细物质和劣质物质。
硅灰是亚硬的硅质无机物质，其中有欧穆德硅灰、烧结硅灰、熔结硅灰及工业硅灰等等。
它们是生产电子元件的主要原料，还可以用来制造各种金属表面的抛光材料。
二氧化硅是硅的氧化物，是一种白色半透明结晶体，可以通过电解法制成。
它可以用来制造大量绝缘材料，如透明绝缘涂层、硅氧玻璃等。
同时，二氧化硅还可以被制作成太阳能电池板，用于太阳能电池的制造。
两者在行业应用方面也是分不开的，硅岩、硅灰及二氧化硅是有机无机材料、电子零件、太阳能电池的主要原料，同时还用于汽车、飞机、建筑等行业的制造。
冶金、光学、核工业也需要用到硅和二氧化硅。
综上所述，硅和二氧化硅都是无机物质，它们各有不同的特性和应用，在现代科技发展中发挥着重要的作用。
硅和二氧化硅作为重要的无机非金属物质，有其特有的地位和价值，其使用范围也极其广泛，涉及到汽车、航空、电子、建筑等各个行业，这表明它们在社会发展
中起着重要的作用。
硅和二氧化硅的反应方式
硅和二氧化硅的反应方式硅和二氧化硅的反应方式1. 引言硅（Si）和二氧化硅（SiO2）是常见的化学元素和化合物，它们在日常生活和工业生产中起着重要的作用。
了解硅和二氧化硅的反应方式，能够帮助我们更好地理解它们的性质和应用。
本文将从深度和广度两个方面介绍硅和二氧化硅的反应方式，包括其与氧气、水、酸、碱等物质的相互作用。
2. 硅与氧气的反应硅与氧气的反应是指硅与氧气在高温下（约为1360℃）形成二氧化硅的过程，这个过程被称为燃烧或熔融。
硅燃烧的化学方程式如下：Si + O2 -> SiO2在这个反应中，硅原子（Si）和氧气分子（O2）发生化学反应，生成硅和氧的化合物——二氧化硅（SiO2）。
二氧化硅是一种广泛应用于玻璃制造、电子器件制造和建筑材料等领域的重要材料。
3. 二氧化硅的反应3.1 二氧化硅与水的反应二氧化硅与水反应是指二氧化硅与水分子发生化学反应形成硅酸的过程。
硅酸是一种弱酸，其化学方程式如下：SiO2 + 2H2O -> H4SiO4在这个反应中，二氧化硅与水反应生成硅酸（H4SiO4）。
硅酸是一种具有重要应用价值的物质，常用于水泥制造、陶瓷工艺和水处理等方面。
3.2 二氧化硅与酸的反应二氧化硅与酸反应是指二氧化硅与酸溶液接触时发生的化学反应。
这种反应过程产生硅酸盐和水等产物。
硅酸盐是一类化合物，这些化合物的结构中包含硅离子（Si4+）。
二氧化硅与酸反应的化学方程式如下：SiO2 + 2H+ -> H2SiO3在这个反应中，二氧化硅与酸反应生成硅酸（H2SiO3）。
硅酸盐的形成与有机化合物合成中的硅酮化反应密切相关，具有重要的应用价值。
3.3 二氧化硅与碱的反应二氧化硅与碱反应是指二氧化硅与碱溶液发生的化学反应，生成硅酸盐和水等产物。
这个反应过程与水玻璃的制备密切相关，是一种重要的工业应用。
二氧化硅与碱反应的化学方程式如下：SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + H2O在这个反应中，二氧化硅与碱反应生成硅酸钠（Na2SiO3）和水。
硅与二氧化硅
硅与二氧化硅硅是一种重要的化学元素，广泛存在于自然界中。
它是地壳中第二多的元素，仅次于氧气。
硅具有非金属性质，化学符号为Si，原子序数为14。
硅具有许多重要的化学和物理特性，它的化合物被广泛应用于工业和科学领域。
二氧化硅是硅和氧的化合物，化学式为SiO2，它是一种无色、无味的晶体。
二氧化硅是最常见的硅化合物，广泛存在于自然界中的岩石、土壤和沙尘中。
它在各种工业领域中有着重要的应用。
二级标题：硅的性质和应用三级标题：硅的物理性质硅是一种灰白色的晶体，具有金属和非金属的特性。
它是一种半导体，导电性介于传导体和绝缘体之间。
硅的熔点较高，达到了1414℃，并且具有很高的热稳定性。
三级标题：硅的化学性质硅是一种稳定的元素，不容易与其他元素发生化学反应。
它与氧气反应形成二氧化硅，与卤素反应形成硅卤化物。
硅也可以形成多种有机硅化合物，如硅烷和硅醇。
三级标题：硅的应用硅在工业和科学中有着广泛的应用。
下面是一些典型的例子：1.半导体材料：硅是最重要的半导体材料之一。
硅芯片在电子行业中起着关键作用，用于制造集成电路和微处理器。
2.玻璃制造：二氧化硅是玻璃的主要成分。
硅的高熔点和稳定性使其成为理想的玻璃形成材料。
3.太阳能电池：硅是太阳能电池的基本材料。
通过掺杂和纯化硅，可以制造出具有高效能的太阳能电池。
4.化妆品和护肤品：二氧化硅有着良好的吸油性和吸湿性，常被用作化妆品和护肤品的添加剂，用于控制油脂分泌和增强产品的保湿效果。
5.建筑材料：硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料，它由二氧化硅和氧化钙等化合物组成，具有很高的强度和耐久性。
二级标题：二氧化硅的性质和应用三级标题：二氧化硅的物理性质二氧化硅是一种无色、无味的晶体，具有高融点和高热稳定性。
它在常温下不溶于水，但可以与碱溶液反应形成硅酸盐。
三级标题：二氧化硅的化学性质二氧化硅是一种非常稳定的物质，不容易与其他物质发生化学反应。
然而，在高温和高压的条件下，它可以与氢气反应生成硅和水蒸气。
硅及二氧化硅知识归纳
硅及二氧化硅知识归纳作者：郭景丽来源：《中学生数理化·教研版》2010年第03期学习了非金属材料的主角一硅，我们对硅及其氧化物二氧化硅的性质、用途有了一定认识，现在我将硅及其硅的氧化物的相关知识进行系统的阐述。
一、硅及其化合物的性质1.硅的性质及用途硅在地壳中的含量居第二位(仅次于氧)，在自然界中无游离态的硅，它全部以化合态的形式(如二氧化硅、硅酸盐)广泛存在于地壳的各种矿物和岩石中。
(1)硅单质有晶体和无定形两种形态，硅晶体呈正四面体形的空间网状结构，类似于金刚石，通常为灰黑色体，有金属光泽，硬度大，溶沸点高，导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。
(2)硅在常温下的化学性质不活泼，①加热或高温下能与O2、Cl2、C及其某些氧化物反应，②常温下能与F2、HF和强碱溶液反应。
(3)硅的用途，高纯硅是良好的半导体材料，常用于制造集成电路、晶体管、太阳能电池等。
2.二氧化硅的性质及用途自然界中存在的二氧化硅统称为硅石，有晶体和无定形两大类，石英晶体是结晶的二氧化硅，其中纯净透明的石英称为水晶，根据所含微量杂质不同而呈现不同的颜色，如紫色的紫水晶、褐色的烟水晶等，玛瑙和碧玉也都是含有杂质的石英，通常见到的沙子是含杂质比较多的石英：硅藻土是无定形的二氧化硅。
(1)二氧化硅晶体中硅原子与氧原子结合成正四面体的空间网状结构，每个硅原子与相邻的4个氧原子相结合，硅原子在正四面体的中心，氧原子在正四面体的四个顶点，硅、氧原子个数之比为1:2。
(2)二氧化硅常温下的化学性质不活泼，①常温下二氧化硅能与碱液和HF酸反应，②二氧化硅是酸性氧化物，高温下能和碱性氧化物反应，③高温下二氧化硅能与某些盐反应。
(3)二氧化硅的用途比较多，①常用于电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品(水晶、玛瑙等)，②制作光导纤维(光缆)，③制作石英玻璃，④石英砂常用于制作玻璃和建筑材料，⑤硅藻土作催化剂载体和吸附剂。
二、物质的特性，通常是解答推断题的突破口下面列出硅及其化合物的10个特性。
硅和二氧化硅
硅和二氧化硅一、硅1、硅：①周期表中位置：：第三周期ⅣA族；②含量与存在：在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在；③同素异形体：晶体硅和无定形硅．2、硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料．（2）化学性质：化学性质不活泼①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应Si+2F2═SiF4Si+4HF═SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合Si+O2SiO2Si+2Cl2SiCl4（4）制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅SiO2+2C Si+2CO↑，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅．有关的反应为：Si+2Cl2SiCl4，SiCl4+2H2Si+4HCl．3、硅的用途：高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池．硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备．二、二氧化硅1、二氧化硅：酸性氧化物；原子晶体；共价键2、二氧化硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一．（2）化学性质：不活泼①不与水反应，不能跟酸（氢氟酸除外）发生反应．SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O（氢氟酸不能盛放在玻璃容器中）．②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应．SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O（实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因）CaO+SiO2CaSiO3Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑（制玻璃）③具有弱氧化性SiO2+2C Si+2CO↑SiO2+2Mg Si+2MgO，SiO2+3C SiC（金刚砂）+2CO↑．（3）二氧化硅的用途：①光导纤维的主要原料；②石英的主要成分是SiO2，纯净的石英可用来制造石英玻璃．石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色．纯净的SiO2晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石．水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片．③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品．。
化学——硅和二氧化硅
硅和二氧化硅一、硅1、硅的存在、含量、物理性质等：在自然界中， 游离态的硅，只有以 态存在的硅。
(二氧化硅和硅酸盐)在地壳中，它的含量仅次于 ，居第二位。
硅有晶体硅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，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。
1 mol Si 有 mol Si —Si 键。
晶体硅是良好的半导体材料。
2、硅的化学性质：（性质不活泼）(1) 在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。
Si+H 2O+2NaOH=Na 2SiO 3+2H 2↑3 + 2 H 2↑ + 3 H 2OSi + 2 F 2 SiF 4 (气态)Si + 4HF(2) 在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。
例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。
Si+O 2 Si + 2 H 2 Si + 2 Mg Si + C3、硅的工业制备：在工业上，用 在高温下还原 的方法可制得含有少量杂质的粗硅。
将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。
4、硅的用途：①作为 材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。
②含硅4％(质量分数)的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；③含硅15％(质量分数)左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。
二、二氧化硅1、二氧化硅的物理性质：①天然二氧化硅也叫硅石(透明的石英晶体，就是水晶)，是一种坚硬难 的固体。
溶于水，二氧化硅是 性氧化物，它对应的水化物是 （或 ）。
②SiO 2 有晶体SiO 2 （石英、水晶、玛瑙、砂子等）和无定形SiO 2 （硅藻土） 2、二氧化硅的化学性质（不活泼）：不与水反应，也不与酸( 除外)反应，但能与 性氧化物(CaO)或 (NaOH)反应生成盐。
(1)不与水反应： 硅酸 由二氧化硅与水反应直接制得。
高三化学一轮复习——硅及二氧化硅
第16讲硅及其重要化合物【考纲要求】1、了解Si的特性及工业制法2、掌握SiO2的酸性氧化物的性质。
3、了解Na2SiO3弱酸盐的性质。
Si、SiO2、硅酸盐的用途。
【课前预习区】1.硅：（1）存在：在地壳里，硅的含量在所有元素中居第位，仅次于，全部以存在。
（2）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于，熔沸点较高，是良好的材料。
2.二氧化硅(1)物理性质：二氧化硅是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。
天然的二氧化硅也叫。
石英、水晶、沙子主要成分是。
【课堂互动区】一、Si的性质和用途[问题组一]：1、根据硅元素在周期表中的位置，联系非金属的通性，思考硅单质有哪些化学性质？2、怎样制备粗硅？晶体硅有哪些用途？[归纳总结]1、化学性质：（1）非金属单质的通性（2）特性2、硅的制备：制粗硅：，3、硅的用途：硅可用来制作合金，如硅钢可制造变压器铁芯；高纯硅可作材料，广泛用于计算机的芯片、大规模集成电路；还可用于制造太阳能电池等。
[练习一]：1、常温下不能和单质硅反应的试剂是( )A. 氢氟酸B. 浓硝酸C. 氢氧化钾溶液D. 氟气2、某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )A.在自然界中只以化合态的形式存在B.单质常用作半导体材料和光导纤维C.最高价氧化物不与酸反应D.气态氢化物比甲烷稳定二、SiO2的性质和用途[问题组二]1、酸性氧化物有哪些通性？SiO2同样具有吗？2、从元素化合价角度SiO2还有哪些性质?3、用HF酸雕刻玻璃，其原理是什么？4、一般非金属氧化物与SiO2形成的晶体类型有何区别？[归纳总结]：1、化学性质：（1）酸性氧化物①SiO2+ H2O =②SiO2 + NaOH =③SiO2 + CaO =（2）氧化性SiO2 +C =（3）特性SiO2 +HF= SiO2 +Na2CO3 =2、二氧化硅的用途:二氧化硅是制造的主要原料，用于通讯、能量传输、信息处理、医疗器械等方面；石英用于制石英玻璃、石英电子表、石英钟等。
硅和二氧化硅的反应方式
硅和二氧化硅的反应方式摘要：一、硅和二氧化硅的基本性质二、硅和二氧化硅的反应方式1.硅和二氧化硅直接反应2.硅和二氧化硅与其他物质的反应三、硅和二氧化硅的用途正文：硅和二氧化硅是两种重要的非金属元素，它们在自然界和工业领域中都有广泛的应用。
硅是一种半导体材料，具有特殊的电导性，因此在电子、电力等领域有着重要的应用。
而二氧化硅则是一种重要的无机化合物，具有良好的化学稳定性和高熔点，广泛应用于玻璃、陶瓷等工业领域。
硅和二氧化硅的反应方式主要有两种：一是硅和二氧化硅直接反应。
在高温条件下，硅和二氧化硅可以发生化学反应，生成硅单质。
这个反应的化学方程式为：SiO2 + 2C → Si + 2CO。
这个反应过程中，碳起到了还原剂的作用，将二氧化硅中的氧还原成了单质硅。
二是硅和二氧化硅与其他物质的反应。
例如，硅和氢氧化钠反应可以生成硅酸钠和氢气。
这个反应的化学方程式为：Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2。
这个反应过程中，氢氧化钠起到了碱的作用，与硅发生酸碱反应，生成硅酸钠和氢气。
硅和二氧化硅的用途也非常广泛。
硅主要用于微电子技术，如集成电路、太阳能电池等。
二氧化硅则广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等工业领域，还可以作为催化剂、吸附剂等。
此外，硅和二氧化硅还可以用于制备硅酸盐矿物，如石英玻璃、硅藻土等，这些矿物在建筑、化工、医药等领域具有广泛的应用。
总之，硅和二氧化硅作为一种重要的非金属元素，在工业领域和日常生活中都有着广泛的应用。
它们的反应方式多种多样，可以与多种物质发生化学反应，生成各种有用的化合物和矿物。
硅及二氧化硅
硅及二氧化硅教学设计硅及其二氧化硅在自然界及地壳中存在广泛，是人类生产生活中重要的物质组成材料，从传统的瓷器到现代的芯片，从珍贵的水晶到普通的玻璃水泥，都含有硅元素。
人教版必修一的章节中，重点介绍了单质硅、二氧化硅及常见的硅酸盐等物质。
根据新课程标准，特设计以下教学设计。
一、学情分析学生在学习金属元素的基础上（钠、铝、铁），开始接触并学习非金属元素。
对于硅这种元素，学生相对比较陌生。
为了让学生从宏观到微观，再从微观到宏观全面系统的认识桂硅元素及其化合物，笔者采用实例教学法。
二、教学与评价目标 1.教学目标【知识与技能】掌握硅晶体及二氧化硅的结构、用途及理化性质【过程与方法】 通过学生对硅及二氧化硅结构的认识，能够对物质从宏观上进行辨识和微观上进行探析。
【情感态度与价值观】根据硅及其二氧化硅的性质，能从硅及其二氧化硅的组成和结构来解释一定的宏观现象及反应类型。
2.评价目标（1）通过对硅及其二氧化硅性质的描述，诊断并发展学生从微观和宏观两个方面对硅及其二氧化硅性质的认识。
（2）通过对硅及其二氧化硅结构用途的描述，诊断并发展学生认识硅及其二氧化硅对人类生活的重要性。
三、教学与评价思路四、教学流程Ⅰ宏观现象 准备手机芯片、电脑芯片、水晶、玻璃、沙子、光缆，让学生认识这些物质并探究组成。
Ⅱ微观本质 化学思维 总结上述物质的组成元素，引出硅单质及二氧化硅，并让学生阅读课本，思考硅及其二氧化硅的结构、性质及用途Ⅲ问题解决 化学科学价值观 1.硅及二氧化硅的结构。
2.硅及二氧化硅的性质。
3.硅及二氧化硅的用途。
【学习任务1】通过沙子、芯片、玻璃、水晶、光缆等物质，总结构成这些物质的元素； 【评价任务1】诊断并发展学生化学知识的探究水平（定性水平）；学习任务1教学流程图【学习任务2】学习并探究二氧化硅的结构【评价任务2】诊断并发展学生对二氧化硅结构的认识，诊断并发展学生对分子式与化学式概念的理解。
学习任务2教学流程图【学习任务3】硅及其二氧化硅的理化性质【评价任务3】诊断并发展学生对硅及其二氧化硅性质的掌握真实情景素材引发探究宏观辨识与微观探析提问：这些物质的组成元素有哪些？展示实物提问：硅及其二氧化硅的用途？学生及教师总结：硅及其二氧化硅的分布及用途二氧化硅的结构模型 水的结构模型、二氧化碳的结构模型 总结上述物质结构模型的异同，并思考化学式与分子式的区别 总结化学式与分子式的区别，并熟练掌握二氧化硅的结构发现问题 找出核心 解决问题宏观辨识微观探析学习任务3教学流程图【学习任务4】总结硅及其二氧化硅的理化性质、用途及结构。
化学课件硅和二氧化硅ppt课件
现把 11.5g 钠和 4.2g 硅同时投入 100g水中，在
标况下可收集到 H2 多少 L？（提示：与Si 反应 的 NaOH是过量的）
解：2Na — H2 46g 22.4L
11.5 g V1(H2)
V1(H2) ＝
22. 4L×11.5g ＝ 5.6 L
46g
Si — 28g 4.2g
2H2 44.8L
高纯硅： 半导体材料。 变压器铁芯（含硅 4% 的钢
合金： 有导磁性）
耐酸设备（含硅 15% 左右的 钢有耐酸性）
二、二氧化硅 (共4个要点)
SiO2晶体结构
1、物理性质： 坚硬难熔的固体
晶体：石英、水晶、硅石
天然的二
（天然二氧化硅叫硅石、石英砂）
氧化硅： 无定形： 硅藻土
2、化学性质： 十分稳定（酸性氧化物）
合剂、防腐剂。
练习
1．下列含氧酸的酸酐不能由单质与氧气
直接化合得到的是
B
A、H2CO3 B、H2SO4
C、H2SO3 D、H2SiO3
2．空气中久置而不会变质的是
B
A、烧碱
B、纯碱
C、水玻璃 D、漂白粉
3.Si02和C02的共同点是
B
A.都能与水化合生成相应的酸
B.都能与强碱溶液反应生成盐和水
C.都属于原子晶体
V2(H2)
V 2(H2) ＝
44. 8L×4. 2g ＝ 6. 72L
28g
V 总（H2）= 5.6L + 6.72L = 12.32L
晶体硅
晶体硅的晶体结构与
金刚石相似，也是由一个 硅原子与4个硅原子结合形 成正四面体，许多这样的 正四面体向周围空 间延伸
硅和二氧化硅简介
硅（Si）硅guī（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。
原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。
硅在宇宙中的储量排在第八位。
在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。
目录◆原子硅◆元素硅◆总体特性◆硅的用途◆缺乏症◆高硅症◆工业制取纯硅原子硅硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。
电子在原子核外，按能级由低到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。
硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。
最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。
正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质[3]。
高纯硅电子转移.MP4元素硅元素描述：◆晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色◆密度2.32-2.34g/cm3◆熔点1410℃，沸点2355℃◆属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导体性质◆具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电子伏特。
晶体硅的结构.flv◆化学性质：在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。
[2]加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用生成硅化物。
硅和二氧化硅
硅和二氧化硅
二、二氧化硅（SiO2）
天然的二氧化硅也叫硅石。砂、 石英、水晶的主要成分都是SiO2
硅和二氧化硅 1.物理性质: 坚硬难熔的固体，不溶于水。 2.化学性质: 常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不 与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧 化物或强碱反应生成盐。
硅和二氧化硅 (1)与氢氟酸反应： 特殊 O SiO2+4HF==SiF4 +2H 2
解：
Na—------1/2H2 23 1/2×22.4 11.5 X
Si—-------2H2 28 2×22.4 4.2 Y X=5.6L
Y=6.72L
VH2=5.6+6.72=12.32(L)
答：略
硅和二氧化硅
知识点——硅和二氧化硅
硅和二氧化硅
一、硅（Si）
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体 1.物理性质:
Байду номын сангаас
①灰黑色，有金属光泽， 硬而脆的固体 ②熔、沸点高、硬度大 ③晶体硅是良好的半导体
硅和二氧化硅 硅的结构特点：
硅 原 子 结 构 示 意 图
硅原子最外层有4个电子， 既不容易失电子，也不容易得电子 可得4个电子，显氧化性； 可失4个电子，显还原性；
2
硅和二氧化硅 3.用途 光导纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品
硅和二氧化硅
例1.已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下可收 集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过量的）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅及二氧化硅教学设计
硅及其二氧化硅在自然界及地壳中存在广泛，是人类生产生活中重要的物质组成材料，从传统的瓷器到现代的芯片，从珍贵的水晶到普通的玻璃水泥，都含有硅元素。
人教版必修一的章节中，重点介绍了单质硅、二氧化硅及常见的硅酸盐等物质。
根据新课程标准，特设计以下教学设计。
一、学情分析
学生在学习金属元素的基础上（钠、铝、铁），开始接触并学习非金属元素。
对于硅这种元素，学生相对比较陌生。
为了让学生从宏观到微观，再从微观到宏观全面系统的认识桂硅元素及其化合物，笔者采用实例教学法。
二、教学与评价目标 1.教学目标
【知识与技能】掌握硅晶体及二氧化硅的结构、用途及理化性质
【过程与方法】 通过学生对硅及二氧化硅结构的认识，能够对物质从宏观上进行辨识和微观上进行探析。
【情感态度与价值观】根据硅及其二氧化硅的性质，能从硅及其二氧化硅的组成和结构来解释一定的宏观现象及反应类型。
2. 评价目标
（1）通过对硅及其二氧化硅性质的描述，诊断并发展学生从微观和宏观两个方面对硅及其二氧化硅性质的认识。
（2）通过对硅及其二氧化硅结构用途的描述，诊断并发展学生认识硅及其二氧化硅对人类生活的重要性。
三、教学与评价思路
四、教学流程
Ⅰ宏观现象
准备手机芯片、电脑芯片、水晶、玻璃、沙子、光缆，让学生认识这些物质并探究组成。
Ⅱ微观本质 化学思维 总结上述物质的组成元素，引出硅单质及二氧化硅，并让学生阅读课本，思考硅及其二氧化硅的结构、性质及用途
Ⅲ问题解决 化学科学价值观 1.硅及二氧化硅的结构。
2.硅及二氧化硅的性质。
3.硅及二氧化硅的用途。
【学习任务1】通过沙子、芯片、玻璃、水晶、光缆等物质，总结构成这些物质的元素； 【评价任务1】诊断并发展学生化学知识的探究水平（定性水平）；
学习任务1教学流程图
【学习任务2】学习并探究二氧化硅的结构
【评价任务2】诊断并发展学生对二氧化硅结构的认识，诊断并发展学生对分子式与化学式概念的理解。
学习任务2教学流程图
【学习任务3】硅及其二氧化硅的理化性质
【评价任务3】诊断并发展学生对硅及其二氧化硅性质的掌握
真实情景素材
引发探究
宏观辨识与微观探析
提问：这些物质的组成元素有哪些？
展示实物
提问：硅及其二氧化硅的用途？
学生及教师总结：硅及其二氧化硅的分
布及用途
二氧化硅的结构模型 水的结构模型、二氧化碳的结构模型
总结上述物质结构模型的异同，并思考化学式与分子式的区别
总结化学式与分子式的区别，并熟练掌握二氧化硅的结构
发现问题 找出核心 解决问题
宏观辨识
微观探析
学习任务3教学流程图
【学习任务4】总结硅及其二氧化硅的理化性质、用途及结构。
【评价任务4】诊断并发展学生对物质性质及结构的认识 五、板书
六、教学反思
经过整堂课的讲解，较好的完成了教学目标，学生掌握了硅元素在自然界中的物质形态，培养了宏观辨识与微观探析的核心素养；通过探究二氧化硅的微观结构，初步形成原子晶体性质视角： 物理性质 化学性质
运用视角：
1.从用户到沙滩？
2.查找资料“玉文化”
4.1 硅及其化合物
一、实物引入-从生活学化学
沙子、水晶光缆的主要成分—二氧化硅芯片的主要成分-硅 总结硅的用途：①例如芯片②光电池板 二氧化硅的用途：①沙子②水晶③光纤 二、二氧化硅的结构
1. 比较二氧化硅模型与水分子的结构模型，总结异同
2. 二氧化硅的结构特征：正四面体空间网状
3.化学式与分子式的含义区别 三、硅及二氧化硅的性质
1. 物理性质：颜色、状态及熔沸点
2. 化学性质：①硅与HF 的反应②二氧化硅与HF 的反应③二氧化硅与碱的反应 四．问题探究
1. 思考从“沙滩到用户”
2. 查阅资料，了解中国的“玉文化”
的模型认知，为选修三的物质结构打下基础；通过对二氧化硅用途的诠释，让学生形成一定的科学精神与社会责任，深刻理解化学与生活的联系。
但部分同学鉴于学习基础与学习的能力的问题，接受起来有一定的困难，在以后的教学中，对此部分内容应当延长教学时间，留给学生消化的时间。