硅无机非金属材料PPT课件
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《第一节_无机非金属材料的主角——硅》PPT课件
2.硅酸盐的表示方法： ①化学式法： 硅酸钠：Na2SiO3 硅酸钙：CaSiO3 ②氧化物法： 硅酸钠：Na2O · 2 SiO
硅酸钙： CaO· 2 SiO
高岭石：Al2O3 · 2SiO2 · 2O 2H
石棉：CaO · 3MgO· 4SiO2
沸石：Na2 O · 2O3 ·3SiO2·2H2O Al 云母： K2O· 2O3 ·6SiO2·2H2O 3Al 长石：K2O ·Al2O3 ·6SiO2 水泥：3CaO · 2 · SiO 2CaO· 2 SiO
玻璃：Na2 O · CaO·6SiO2 粘土： Al2O3 ·2SiO2·2H2O
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1.下列物质中属于纯净物的是( A ) A.Na2CO3· 2O 10H B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃 2.下列叙述正确的是( BD ) A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸 C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 3.下列物质有固定熔点的是（ C ） A.水泥 B.玻璃 C.Na2O· 2 D.水玻璃 SiO
二氧化硅(SiO2 )
物理性质 熔沸点高、硬度大 与水反应 与碱反应 与碱性氧 化物反应
二氧化(CO2)
熔沸点低硬度小 CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
不反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高温
SiO2+CaO== Ca SiO3 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
A．熔点很高 C．坚硬 B．与水反应生成对应的酸 D．可与烧碱反应生成盐
2．下列物质中，主要成分不是SiO2的是 A．金刚砂 B．玛瑙
【高中化学】无机非金属材料——硅PPT课件
祝身体健康，学习进步。
单晶硅电池板
硅在医学上的用途
光学纤维胃镜 用光导纤维做手术， 不用开刀
硅在航天方面的用途
第一架航天飞机“哥 伦比亚号”能抵挡住 高速穿行稠密大气时 磨擦产生的高温，全 靠它那三万一千块硅 瓦拼砌成的外壳。
哥伦比亚航天飞机
谢谢
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。 9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
《无机非金属材料的主角——硅》ppt课件
特别提醒
由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为 了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧 化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形 式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式 存在的。
例4 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中 正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
3. 硅酸的存在及用途 (1)浓度小时：形成硅酸溶胶； (2)浓度大时：形成 硅酸凝胶。 (3)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶称 为“ 硅胶”，具有强的 吸水性，常用作干燥剂或 催化剂的载体。
三、硅酸盐 1. 概念：硅酸盐是由硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称。 2. 硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质， 大多不溶于水，化学性质很 。稳定
二、硅酸 1
．硅酸的性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的
化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋
H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
弱
结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性 。
(2)不稳定性
2. 硅酸的制备
可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸， Na2SiO3与盐酸反应的化学方程式为Na2SiO3＋ 2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．石棉[CaMg3Si4O12]，表示为 CaO·3MgO·4SiO2
【答案】 D
变式训练
4．钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土 [Al2Si2O5(OH)4]时反应的离子方程式为：
2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O===2K＋＋ 2HCO3－＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4
《无机非金属材料硅》课件
2
氧化硅的制备方法
氧化硅可以通过湿法制备、干法制备、化学气相沉积等方法来制备。
3
硅衍生物材料的制备方法
硅衍生物材料可以通过溶胶-凝胶法、水热法、等离子体化学气相沉积法等方法 来制备。
硅的应用
领域 半导体 太阳能 医疗 硅橡胶 其他
Байду номын сангаас
应用 计算机芯片、光电器件、传感器等 太阳能电池板、太阳能热发电等 人工关节、医疗设备、生物传感器等 密封件、电绝缘件、模具等 建筑材料、化妆品、涂层材料等
《无机非金属材料硅》
硅是一种重要的无机非金属材料，具有广泛的应用范围。本课程将向您介绍 硅的基本概念、结构和应用领域，并探讨其未来发展趋势。
硅的历史
半导体
硅是半导体工业的基础材料，计算机芯片等电子设 备都离不开它。
太阳能
硅是太阳能电池的主要材料，有望带动可再生能源 革命。
医疗
硅材料应用于医疗设备制造，提高了医疗质量和疗 效。
硅的未来发展方向
新型材料
近年来，人们不断研发出新型 硅材料，如纳米硅、二氧化硅 纤维等。
产业化发展
随着技术进步和市场需求增加， 硅产业正在朝着更高质量、更 低成本方向发展。
发展趋势
硅材料在多个领域都有广泛应 用，未来发展前景将非常广阔。
总结
硅在半导体、太阳能和医疗等领域都有着广泛应用。未来，随着新材料技术 的涌现，硅的应用领域将会更加广泛。
硅橡胶
硅橡胶具有出色的耐热、耐寒和耐腐蚀性能，应用 广泛。
硅的结构与性质
晶体结构
硅晶体结构紧密有序，有良 好的半导体性能和导电性。
物理性质
硅具有高硬度、高熔点、光 学性能良好等物理性能。
化学性质
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1、硅的存在及性质
观察与思考
通过下列图片你能总结归纳出硅元
素在自然界中的存在形式吗？
硅的存在及性质
硅 的 存 在12..自地(然壳一界中)硅其 1硅的.2他元0元含金%素素量属在主:氢在排自0要地.1在然6存%壳第界在镁中二2中于钾.的0位0的2:%.含4岩,存7氧%量石在的钠、和钙后2沙铁.37含面.444子%.5量7.%5和%土123壤
3.二氧化硅的化学性质 （1）酸性氧化物的通性
① 与强碱反应
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
结论： 盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞， 可用橡胶塞。
②与碱性氧化物反应
高温 SiO2+CaO=====CaSiO3
③与某些盐反应
高温
CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑
高温
Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑
A.NaOH溶液 C.O2
B.F2 D.浓硝酸
二、二氧化硅与光导纤维
1.自然界中存在
石英岩 水晶 玛瑙 沙子
2.SiO2的物理性质
—— 联想：沙子
固体 熔沸点比较高 不溶于水 硬度比较大
3.SiO2的结构
空间网状结构 性质很稳定
分组讨论：
（1） 二氧化硅属于哪类物质？ （2）这类物质都有那些化学性质？ （3）二氧化硅可以和那些物质反 应？
①H2SiO3酸性很硅弱酸，凝比胶H2经CO干3的燥酸脱性水还后弱得。 ②热稳定性 到多孔的硅酸干凝胶，称 硅酸受热易分解为：“H硅2S胶iO”3 加=。=热 H2O+SiO2
——常用做干燥剂
硅酸的性质和用途
实验探究
如何制取硅酸?
实验试剂： 硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸、稀硫酸 实验原理：
Na2SiO3 + ______
第一课时
硅谷 Silicon Valley
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区” 是美国电子和计算机工业中心，位于美国 西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣 克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公 里，宽16公里的长条形地带上。由于它集 中了全世界90％以上的著名半导体公司， 而半导体的基本元件是硅片，所以该地区 被称为“硅谷”。
H2SiO3
制取原理：强酸制弱酸
硅酸的性质和用途
【方法步骤】：向饱和Na2SiO3溶液中滴入 酚酞，再滴入稀盐酸
滴入酚酞后溶液变红，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色， 同时有白色胶状沉淀产生
a.Na2SiO3溶液呈碱性。 b.可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸， c.先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶. d.静置则形成硅酸沉淀。
硫酸、硝酸、盐酸等物质反应 （2）常温下只与碱、氢氟酸、氟气 反应
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ Si+4HF=SiF4↑ +2H2↑ Si+2F2=SiF4
（3）加热，Si能与某些非金属单质反应
△ ① Si+O2=====SiO2 （燃烧，放出大量的热）
高温 ② Si+2Cl2======SiCl4
4.二氧化硅的用途
①制造光导纤维 和石英表中的压电材料
②水晶：制造电子部件和光学仪器
注意： 硅和二氧化硅的用途易混淆
CO2和SiO2
气态
熔点低
固态 熔点高、硬度大
CO2+H2O=H2CO3
不反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2＋2NaOH =Na2SiO3 ＋ H2O
CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3
4.硅的制备 高温
SiO2 +2 C====Si+2CO↑
（粗硅）
高温
SiO2 +3 C====SiC+2CO↑
（金刚砂）
提 纯： 高温 Si+2Cl2==SiCl4 高温 SiCl4+2H2==Si+4HCl （高纯硅）
5、硅的用途
①硅芯片；半导体材料
②制集成电路、晶体管、硅整流器等 半导体材料
A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂 B．硅元素被还原，碳元素被氧化
C．在反应中碳只做还原剂
D．在反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比 为1：2
3、下列物质的主要成分不是SiO2的是（ ）
A.石英
B.水晶
C.金刚砂
D.玛瑙
第二课时
三.硅酸 （H2SiO3）
（1）物理性质：
硅酸是一种白色固体,不能使指示剂变色，难溶于 水。 （2）化学性质：
④特性：与氢氟酸反应
SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
用途：刻蚀玻璃花纹
结论：氢氟酸不能用玻璃瓶盛装， 而盛在塑料瓶。
二氧化硅的注意点：
不与水反应（如何制取硅酸？）
SiO2+H2O≠H2SiO3
某同学根据SiO2既可与碱反应,也 能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性 氧化物.是否正确?
不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物 不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是 属于酸性氧化物。
高温 SiO2＋CaO === CaSiO3
——
人工降雨，灭火等
SiO2＋4HF=SiF4↑ ＋ 2H2O
装饰、石英坩埚、光纤
练一练
1．高温时不和碳反应的是 ( ) A. CuO B. CO2 C. SiO2 D. CO
2、对于化学方程式SiO2+3C=SiC+2CO↑，下 列说法正确的是（ ）
3.自然界硅存在的形态 :硅无游离单质状态4，
只有化合态。常常硅有2硅6.3的%氧化物和硅酸盐56
氧48.6%
7
铝7.73% 8
9
一、单质硅与半导体材料 1.硅元素在自然界中全部以 化合 态存
在，硅元素在地壳中的含量居第 二 位 仅次于 氧 。
2.最早使用的半导体材料 锗 ，现在 最广泛使用的半导体材料 硅 。
③含硅4%的钢可制变压器铁芯 ④含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设
备
练一练
1、下列关于硅的叙述中，错误的是（ ） A.硅广泛存在自然界中，天然单质硅叫硅石 B.晶体硅结构类似于金刚石，硬度也很大 C.常温下硅很稳定，不能跟强酸反应 D.含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性
2、下列物质不能与硅反应的是（ ）
硅单质的性质
硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬
而脆的固体。
物
理 性 质
晶体硅的结构类似于金刚石，熔点 半导体材料
和沸点都很高，硬度大。
导电性介于导体和绝缘体之间。
分组讨论：
硅属于哪类物质？这类物质都具 有那些化学性质？请大胆猜想硅可能 具有那些化学性质？
3.硅的化学性质 （1）常温下，化学性质稳定 例如，常温下，不易与H2、O2、Cl2、