Si的化学性质

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硅si的化学性质物理性质化学分子式等等一些基本的知识

硅si的化学性质物理性质化学分子式等等一些基本的知识

硅si的化学‎性质物理性质化学分子式等‎等一些基本的‎知识硅硅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,有无定形和晶‎体两种同素异‎形体,同素异形体有‎无定形硅和结‎晶硅。

属于元素周期‎表上IVA族‎的类金属元素‎。

晶体结构:晶胞为面心立‎方晶胞。

硅(矽)原子体积:(立方厘米/摩尔)12.1元素在太阳中‎的含量:(ppm)900元素在海水中‎的含量:(ppm)太平洋表面0.03地壳中含量:(ppm)277100‎氧化态:Main Si+2, Si+4Other化学键能:(kJ /mol)Si-H 326Si-C 301Si-O 486Si-F 582Si-Cl 391Si-Si 226热导率: W/(m·K)149晶胞参数:a = 543.09 pmb = 543.09 pmc = 543.09 pmα‎=‎90°‎β‎=‎90°‎γ‎=‎90°‎莫氏硬度:6.5声音在其中的‎传播速率:(m/S)8433电离能(kJ/ mol)M - M+ 786.5M+ - M2+ 1577.1M2+ - M3+ 3231.4M3+ - M4+ 4355.5M4+ - M5+ 16091M5+ - M6+ 19784M6+ - M7+ 23786M7+ - M8+ 29252M8+ - M9+ 33876M9+ - M10+ 38732晶体硅为钢灰‎色,无定形硅为黑‎色,密度2.4克/立方厘米,熔点1420‎℃,沸点2355‎℃,晶体硅属于原‎子晶体,硬而有光泽,有半导体性质‎。

硅的化学性质‎比较活泼,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,用于造制合金‎如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种‎重要的半导体‎材料,用于制造大功‎率晶体管、整流器、太阳能电池等‎。

硅在自然界分‎布极广,地壳中约含2‎7.6%,结晶型的硅是‎暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导‎体。

硅的化学性质及应用

硅的化学性质及应用

硅的化学性质及应用硅(化学符号为Si)是一种非金属元素,是地壳中第二丰富的元素,占据地壳总质量的27.7%。

硅具有特殊的物理和化学性质,因此在许多领域广泛应用。

硅的化学性质1. 稳定性:硅是一种稳定的元素,不易与氧、氢、氮等元素发生反应。

它在高温下能够稳定地形成二氧化硅(SiO2),即石英。

石英是一种常见的硅矿石,也是硅的最稳定氧化物。

2. 氧化性:虽然硅在常温下不容易与氧发生反应,但在高温条件下,硅能与氧气直接反应生成二氧化硅。

这个反应是非常剧烈和放热的,可以用于制备高纯度的二氧化硅。

3. 亲电性:硅是一种典型的亲电元素,容易与一些非金属元素如氧、氢、氮形成化合物。

它可以形成硅烷(SiH4)、硅氟烷(SiF4)、硅氯烷(SiCl4)等化合物。

这些化合物在工业生产中具有广泛应用,如气相沉积制备薄膜和半导体器件等。

4. 稀硫酸性:硅与稀硫酸发生反应,生成硅酸盐和二氧化硫。

这种反应可以用于制备硅酸盐材料,如硅酸钠和硅酸铝等。

5. 溶解性:硅在强碱性溶液中不溶,但可以溶解在含有氢氟酸的溶液中生成氟硅酸盐。

这种溶解性可以被用于蚀刻硅器件或制备氟化硅材料。

硅的应用1. 半导体材料:硅是最重要的半导体材料之一。

硅晶体具有良好的导电性和光电性能,在电子工业中广泛应用于制造集成电路、太阳能电池和半导体器件等。

2. 制陶材料:石英是硅的常见矿石和主要成分,具有高熔点、高硬度、耐高温等特点,因此被广泛用作陶瓷、玻璃、光纤等材料的主要成分。

3. 硅胶材料:硅胶是一种多孔性、无机硅氧链网络聚合物材料,具有良好的吸附性能和化学稳定性。

它被广泛应用于干燥剂、隔热材料、食品加工和医疗器械等领域。

4. 高温润滑剂:由于硅具有较高的熔点和较低的化学反应性,硅酸盐和气相润滑剂可以在高温环境中使用。

这些润滑剂可用于高温轴承、发动机和刀具等高温设备的润滑。

5. 隔热材料:由于硅具有良好的导热性能和耐高温性,硅酸盐纤维被广泛应用于隔热材料的制备。

硅的基本性质

硅的基本性质

第一章硅的基本性质硅属元素周期表第三周期ⅣA族,原子序数l4,原子量28.085。

硅原子的电子排布为1s22s22p63s23p2,原子价主要为4价,其次为2价,因而硅的化合物有二价化合物和四价化合物,四价化合物比较稳定。

地球上硅的丰度为25.8%。

硅在自然界的同位素及其所占的比例分别为:28Si为92.23%,29Si为4.67%,30Si为3.10%。

硅晶体中原子以共价键结合,并具有正四面体晶体学特征。

在常压下,硅晶体具有金刚石型结构,晶格常数a=0.5430nm,加压至l5GPa,则变为面心立方型,a=0.6636nm。

硅是最重要的元素半导体,是电子工业的基础材料,它的许多重要的物理化学性质,如表1.1 所示。

表1.1 硅的物理化学性质(300K)[4,6]①本书中关于分子、原子、离子密度、浓度的单位简写为cm-3或cm-2。

续表性质符号单位硅(Si)磁化率德拜温度介电常数本征载流子浓度本征电阻率电子迁移率空穴迁移率电子有效质量空穴有效质量电子扩散系数空穴扩散系数禁带宽度(25℃) 导带有效态密度价带有效态密度器件最高工作温度χθDε0n iρiμnμpm n﹡m p﹡D nD pE g(△W e)N cN v厘米-克-秒电磁制K个/cm3Ω·cmcm2/(V·s)cm2/(V·s)ggcm2/scm2/seVcm-3cm-3℃-0.13×10-665011.91.5×10102.3×l051350480m n﹡‖= 0.92m0m n﹡⊥= 0.19m0(1.26K)m h﹡p= 0.59m0m l﹡p =0.16m0(4K)34.612.31.112.8×10191.04×10192501.1 硅的基本物理和化学性质1.1.1 硅的电学性质半导体材料的电学性质有两个十分突出的特点,一是导电性介于导体和绝缘体之间,其电阻率约在10-4~1010Ω·cm范围内;二是电导率和导电型号对杂质和外界因素(光、热、磁等)高度敏感。

硅的性质及其作用

硅的性质及其作用

硅的性质及其作用马锐5071109033 F0511002摘要:介绍了硅的很多物理和化学性质,还有当前硅的一些主要应用方面和硅在当今社会发展中的作用。

关键词:硅,晶体,化合物,反应。

正文:1823年,瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原四氟化硅,得到了一种单质——硅。

因为这种单质才让我们的生活发生了翻天覆地的变化。

硅,元素符号Si,源自英文silica,原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,主要以化合物(二氧化硅和硅酸盐)的形式存在,硅约占地壳总重量的27.72%,其丰度仅次于氧。

已发现的硅的同位素共有12种,包括硅25至硅36,其中只有硅28,硅29,硅30是稳定的,其他同位素都带有放射性,其中28Si 92.23 %,29Si 4.67 %,30Si 3.1 %。

以下是硅的一些性质。

原子半径(计算值):110(111)pm ,共价半径:111 pm ,范德华半径:210 pm ,价电子排布:[氖]3s23p2 ,电子在每能级的排布2,8,4 ,氧化价(氧化物):4(两性),晶体结构:面心立方。

电负性:1.90(鲍林标度),比热:700 J/(kg·K),电导率:2.52×10-4 /(米欧姆) ,热导率:148 W/(m·K),第一电离能:786.5 kJ/mol ,第二电离能:1577.1 kJ/mol。

核磁公振特性:核自旋为1/2。

密度:2330 kg/m3,硬度:6.5 。

颜色:深灰色、带蓝色调,熔点:1687 K(1414 °C),沸点:3173 K(2900 °C),摩尔体积:12.06×10-6m3/mol ,汽化热:384.22 kJ/mol ,熔化热:50.55 kJ/mol,蒸气压:4.77 帕(1683K)。

硅在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:(1)与非金属作用常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4.Si+F2 === SiF4加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO2:Si+2X2=== SiX4 (X=Cl,Br,I)Si+O2 ===SiO2 (SiO2的微观结构)在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.Si+C=== SiC3Si+2N2 === Si3N4Si+2S ===SiS2(2)与酸作用Si在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6:Si+4HF ===SiF4↑+2H2↑3Si+4HNO3+18HF === 3H2SiF6+4NO↑+8H2O(3)与碱作用无定形硅能与碱猛烈反应生成可溶性硅酸盐,并放出氢气:Si+2NaOH+H2O === Na2SiO3+2H2↑(4)与金属作用硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合,生成相应的金属硅化物。

硅及其化学性质

硅及其化学性质

硅及其化合物硅(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28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IV A 族的准金属元素。

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26.4%,仅次于第一位的氧(4 9.4%)。

晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度2.32-2.34g/cm-3,熔点1410℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体。

不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液。

硬而有金属光泽。

硅有明显的非金属特性,可以溶于碱金属氢氧化物溶液中,产生(偏)硅酸盐和氢气。

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,按能级由低硅原子到高,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。

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。

不溶于一般无机酸中,可溶于碱溶液中,并有氢气放出,形成相应的碱金属硅酸盐溶液,于赤热温度下,与水蒸气能发生作用。

[8]分类:纯净物、单质、非金属单质。

(1)与单质反应:Si + O₂ == SiO₂,条件:加热Si + 2F₂ == SiF₄Si + 2Cl₂ == SiCl₄,条件:高温(2)高温真空条件下可以与某些氧化物反应:2MgO + Si=高温真空=Mg(g)+SiO₂(硅热还原法炼镁)(3)与酸反应:只与氢氟酸反应:Si + 4HF == SiF₄↑ + 2H₂↑(4)与碱反应:Si + 2OH⁻+ H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑(如NaOH,KOH)注意:硅、铝是既能和酸反应,又能和碱反应,放出氢气的单质。

硅元素的介绍

硅元素的介绍

硅元素的介绍硅元素是化学元素周期表中的第14号元素,原子序数为14,符号为Si。

它是一种非金属元素,属于碳族元素,与碳(C)、锗(Ge)等元素具有相似的化学性质。

硅元素在地壳中含量较高,是地壳中第二丰富的元素,仅次于氧元素。

它具有广泛的应用领域,对人类社会和科学技术的发展起着重要作用。

硅元素的物理性质使其在电子学领域有着重要的应用价值。

硅元素是一种半导体材料,它的导电性介于导体和绝缘体之间。

硅元素的晶体结构使其具有较高的热稳定性和机械强度,这使得硅元素成为制造半导体器件的理想材料。

在半导体工业中,硅元素被广泛用于制造集成电路、太阳能电池、光电器件等。

除了电子学领域,硅元素在材料科学、化学等领域也有着重要的应用。

硅元素与氧元素结合形成硅氧链,构成了硅酸盐矿物,如石英、长石等,这些矿物在建筑材料、玻璃制造、陶瓷工艺等方面发挥着重要作用。

硅元素还可以与有机物结合形成硅基聚合物,这些聚合物具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性和机械强度,被广泛应用于高温胶黏剂、密封材料、涂料等领域。

在生物学领域,硅元素在生命体中扮演着重要的角色。

硅元素是一种微量元素,尽管在人体中含量很少,但它对人体的正常生长和发育具有重要影响。

硅元素参与骨骼和结缔组织的形成,对维持骨骼健康具有重要作用。

此外,硅元素还参与胶原蛋白的合成,促进伤口愈合和皮肤健康。

因此,硅元素被广泛应用于保健品、化妆品等领域。

硅元素的发现可以追溯到1823年,由瑞典化学家贝瑞塔利乌斯·科尔斯特伦发现并命名为硅。

随着科学技术的发展,对硅元素的研究也越来越深入。

人们通过合成纯度更高的硅材料、改进硅基器件的制造工艺等方式,不断提高硅元素的应用效果和性能。

硅元素作为一种重要的化学元素,具有广泛的应用领域。

它在电子学、材料科学、化学、生物学等领域都发挥着重要作用。

硅元素的特殊物理性质和化学性质使其成为许多现代技术的基础材料。

随着科学技术的不断进步,人们对硅元素的应用也将不断拓展,为人类社会的发展做出更大的贡献。

硅(Si)

硅(Si)
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不纯硅石的变体,是天然硅酸盐岩石风化后的产物。硅约占地壳总重 量的 27.72%,其丰度仅次于氧。
硅是非金属元素,有无定形和晶体两种同素异形体,晶体硅具有 金属光泽和某些金属特性,因此常被称为准金属元素。硅是一种重要 的半导体材料,掺微量杂质的硅单晶可用来制造大功率晶体管、整流 器和太阳能电池等。二氧化硅(硅石)是最普遍的化合物,在自然界 中分布极广,构成各种矿物和岩石。最重要的晶体硅石是石英。大而 透明的石英晶体叫水晶,黑色几乎不透明的石英晶体叫墨晶。石英的 硬度为 7。石英玻璃能透过紫外线,可以用来制造汞蒸气紫外光灯和 光学仪器。自然界中还有无定形的硅,叫做硅藻土,常用作甘油炸药 (硝化甘油)的吸附体,也可作绝热、隔音材料。普通的砂子是制造 玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸干燥脱水后的产物为硅 胶,它有很强的吸附能力,能吸收各种气体,因此常用来作吸附剂、 干燥剂和部分催化剂的载体。
元素描述:
由无定型和晶体两种同素异形体。具有明显的金属光泽,呈灰色, 密度 2.32-2.34 克/厘米 3,熔点 1410℃,沸点 2355℃,具有金刚石 的晶体结构,电离能 8.151 电子伏特。加热下能同单质的卤素、氮、
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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。不溶于一般无机酸中,可溶于碱溶液中,并有氢气放出,形 成相应的碱金属硅酸盐溶液,于赤热温度下,与水蒸气能发生作用。 硅在自然界分布很广,在地壳中的原子百分含量为 16.7%。是组成岩 石矿物的一个基本元素,以石英砂和硅酸盐出现。
元素来源: 用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可 得晶体硅。电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化 硅而制得。 元素用途: 用于制造高硅铸铁、硅钢等合金,有机硅化合物和四氯化硅等, 是一种重要的半导体材料,掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率 的晶体管,整流器和太阳能电池等。 元素辅助资料: 硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有 机生命的基础,那么硅对于地壳来说,占有同样的位置,因为地壳的 主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和 各种硅酸盐组成。 长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类;水晶、 玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是,硅

硅单质化学式

硅单质化学式

硅单质化学式硅(Si)是一种重要的无机元素,它是太阳系中分布最广泛、最丰富的原子之一,并拥有重要的工程应用。

硅单质是在硅元素的单个原子形式,即Si,它在自然界中是一种气体,或更确切地说是一种游离大气中的气体,在它的存在形式上具有非常特殊的性质。

硅单质的化学式是Si,它的原子重为28.08556,化学价为4,它有14个核素,其中14个核素中有14个质子,14个中子和14个电子。

硅单质对空气的影响非常有限,它在常温常压下是一种非常不稳定的物质,容易受到光照和水蒸汽的影响而形成氧化物和其他类型的结合物。

硅单质的价键形式是Si-Si,价键的机理是质子的共价结合和电子的非共价结合。

由于Si的价数为4,它的价键方式是共价键,硅单质形成的硅单质分子是非对称的,具有双中心的特点。

由于硅的稳定性和可溶解性,它可以与其他有机和无机物质发生反应。

硅单质可以与氢氧化钠容易发生反应,形成硅酸钠和氢气,该反应结果是硅单质中的化学键被破坏,释放出一个氢原子,并形成硅酸钠,即Na2SiO3。

此外,硅单质也可以与硫,氯,氟和氨等元素发生反应,生成不同的硅化物。

硅单质的化学性质极端可变,它可以构成多种类型的氧化物,并参与多种化学反应,如酸碱反应,氧化还原反应等,此外,硅单质也可以被用于制备多种半导体和半导体材料,如太阳能电池,显示器,复合材料等。

随着科技的进步,硅单质在当今世界越来越受到重视,它不仅能够提供可再生能源,还可以改善环境,增强能量效率,这一点对世界经济的发展也有重要意义。

综上所述,硅单质是一种重要的无机元素,它的化学式为Si,原子重为28.08556,化学价为4,价键形式为Si-Si,通过质子的共价结合和电子的非共价结合形成硅单质分子,它可以发生许多类型的反应,如氧化还原反应,酸碱反应,溶剂反应等,也可以用来制备多种半导体和半导体材料,如太阳能电池,显示器,复合材料等,在未来,它还可以有效改善环境,增强能量效率,为世界经济的发展做出巨大的贡献。

si和sio2的用途

si和sio2的用途

si和sio2的用途Si和SiO2的用途Si和SiO2是两种非常重要的材料,它们在现代工业和科技领域中有着广泛的应用。

本文将从Si和SiO2的性质、制备方法和应用领域三个方面来介绍它们的用途。

一、Si的用途Si是一种非金属元素,它的化学性质非常稳定,具有良好的导电性和半导体性质。

Si的制备方法主要有两种:一种是从矽石中提取,另一种是通过化学反应制备。

Si的应用领域非常广泛,下面列举几个典型的应用:1.半导体材料Si是半导体材料的主要成分之一,它在电子工业中有着广泛的应用。

例如,Si可以用来制造晶体管、集成电路、太阳能电池等电子元器件。

2.光学材料Si具有良好的光学性质,可以用来制造光学器件。

例如,Si可以用来制造光纤、光学透镜、光学滤波器等。

3.化学材料Si可以用来制造各种化学材料,例如,Si可以用来制造硅橡胶、硅油、硅藻土等。

二、SiO2的用途SiO2是一种无机化合物,它的化学性质非常稳定,具有良好的耐热性和耐腐蚀性。

SiO2的制备方法主要有两种:一种是从石英矿中提取,另一种是通过化学反应制备。

SiO2的应用领域也非常广泛,下面列举几个典型的应用:1.建筑材料SiO2可以用来制造各种建筑材料,例如,SiO2可以用来制造玻璃、陶瓷、水泥等。

2.电子材料SiO2可以用来制造电子材料,例如,SiO2可以用来制造电容器、电阻器、电感器等。

3.化学材料SiO2可以用来制造各种化学材料,例如,SiO2可以用来制造催化剂、吸附剂、分离剂等。

Si和SiO2是两种非常重要的材料,它们在现代工业和科技领域中有着广泛的应用。

随着科技的不断发展,它们的应用领域还将不断扩大。

高中化学 硅的性质及方程式

高中化学 硅的性质及方程式

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(雕刻玻璃)②在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合(4)制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:,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:。

硅:①元素符号:Si②原子结构示意图:③电子式:④周期表中位置:第三周期ⅣA族⑤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⑥同素异形体:晶体硅和无定形硅硅及其化合物的几种反常现象:Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解,由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度,有利于应反正向进行,故可发生反应:SiO2+2C Si+2CO↑部分非金属单质能与碱溶液反应,但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③在反应①②中,Cl2、S既作氧化剂又作还原剂:在反应③中,Si 为还原剂。

非金属单质一般不与弱氧化性酸反应,而硅不但能与氢氟酸反应,而且还会产生H2硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂,条件不同可得到不同的产物,通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。

原硅酸经两步脱水变为SiO2,SiO2是硅酸的酸酐,是一种不溶于水的同体,不能直接用它制备硅酸,用SiO2制取硅酸时,可先将SiO2溶于烧碱中,再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2,析出的胶状物就是原硅酸,将原硅酸在空气中脱水即得硅酸,反应原理可理解为:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓H4SiO4==H2SiO3+H2O非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。

硅知识点总结

硅知识点总结

硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。

1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。

(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl4(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。

(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。

(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。

③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO高温CaSiO3(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

si离子半径

si离子半径

Si离子半径一、Si离子的概念和性质1.1 Si离子的定义Si离子是指由硅原子失去或获得电子形成的带电粒子。

硅原子在化学反应中通常会失去4个电子,形成+4价的硅离子(Si4+),也可以接受4个电子,形成-4价的硅离子(Si4-)。

1.2 Si离子的结构硅原子的电子构型为1s²2s²2p⁶3s²3p²,其中最外层的3s²3p²层上有4个电子。

当硅原子失去4个电子时,其电子构型变为1s²2s²2p⁶,相当于氖原子的电子构型,因此Si4+离子具有类似氖原子的稳定结构。

当硅原子接受4个电子时,其电子构型变为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶,相当于氩原子的电子构型,因此Si4-离子具有类似氩原子的稳定结构。

1.3 Si离子的性质由于硅原子的电子构型和离子结构的稳定性,Si离子具有以下性质:•Si4+离子:具有稳定的氖原子结构,电荷为正,属于阳离子。

Si4+离子在化学反应中通常与阴离子结合形成化合物,例如硅酸盐。

•Si4-离子:具有稳定的氩原子结构,电荷为负,属于阴离子。

Si4-离子在化学反应中通常与阳离子结合形成化合物,例如硅化物。

二、Si离子半径的测定方法2.1 离子半径的定义离子半径是指离子在晶体中的半径大小。

离子半径的测定方法有多种,常用的方法包括晶体结构分析、X射线衍射、电子衍射和离子电导率等。

2.2 Si离子半径的测定方法由于硅原子形成的离子通常为+4或-4价,因此Si离子的半径可以通过测定相应化合物中Si离子与其他离子之间的距离来确定。

•对于Si4+离子,可以通过测定硅酸盐晶体中硅原子与氧原子之间的距离来确定Si离子半径。

•对于Si4-离子,可以通过测定硅化物晶体中硅原子与其他阳离子之间的距离来确定Si离子半径。

这些测定方法都依赖于晶体结构分析和X射线衍射技术,通过测定晶体中原子之间的距离和角度,可以获得离子半径的近似值。

高中化学硅的知识点

高中化学硅的知识点

高中化学硅的知识点硅是一种常见的非金属元素,在自然界中广泛存在。

硅是地球上第二多的元素,仅次于氧气。

硅在生产和工业中被广泛使用,其中主要用途是制造玻璃、陶瓷、水泥、电气绝缘材料、半导体材料等。

在高中化学中,硅也是一个重要的学习内容。

本文将介绍高中化学硅的知识点。

1. 硅的化学性质硅的化学性质与碳非常相似,二者都是四价的非金属元素。

硅能够形成一系列的氧化物和酸化物,例如SiO2,SiO等。

其中SiO2是一种非常重要的物质,广泛应用于玻璃、水泥、陶瓷等领域。

2. 硅的物理性质硅是一种灰白色、有金属光泽的固体,具有半金属特性。

硅在常温下非常硬,但是可以通过加热使其变得柔软易弯曲。

硅的熔点非常高,为1414℃,因此在铸造和熔炼过程中需要高温操作。

3. 硅的晶体结构硅有两种晶体结构,一种是立方晶系的金刚石型,另一种是四面体晶系的石英型。

金刚石型的硅具有非常高的硬度,因此可以用作制造工具的材料。

石英型硅是一种非常重要的材料,广泛应用于半导体、光学、电子等领域。

4. 硅的代表元素硅属于第三周期元素,其周期表上的位置为Si。

硅的原子序数为14,原子量为28.09。

硅的外层电子配置为2-8-4,其中4个价电子决定了硅的化学性质。

5. 硅的化学键硅与其他元素形成的化学键有两种类型,共价键和离子键。

硅在形成共价键时与其他非金属元素共享电子对,如硅与氧形成的SiO2就是一种共价键。

硅也可以形成离子键,如硅与钾形成的K2SiF6就是一种离子键。

6. 硅的制备方法硅的主要制备方法有炭炉法、电解法和热还原法。

其中炭炉法是最广泛应用的硅制备方法之一,其原理是通过高温还原二氧化硅为硅。

电解法是另一个方法,主要用于制备高纯度的硅材料。

7. 硅的应用硅在工业中有广泛的应用,常见的应用包括制造玻璃、陶瓷、水泥、半导体材料等。

硅还可以用于生产太阳能电池板、涂层材料、绝缘材料、纺织品等。

硅的应用在现代生活中非常广泛,尤其是在电子、计算机和通信技术等领域中。

4.1无机非金属材料的主角Si

4.1无机非金属材料的主角Si

必修一-第四章-第一节-无机非金属材料的主角——硅【要点梳理】要点一、硅(Si)硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧元素,主要以化合态存在(SiO2、硅酸盐),是矿物岩石的主要成分1.种类及结构单质硅分为晶体和无定形两种,晶体硅的结构与金刚石类似2.晶体硅的性质(1)物理性质:灰黑色具有金属光泽的固体,熔点高(1410℃)、硬度大、质地脆,可作半导体(2)化学性质:常温下化学性质稳定,可与氟气、氢氟酸和强碱反应,不与其他物质发生反应硅和氟气反应:Si + 2F2= SiF4硅和氢氟酸反应:Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑硅和氢氧化钠溶液反应:Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑硅在氧气中加热:Si + O2 △SiO2规律总结:硅与烧碱溶液反应的实质是:Si+3H2O △H2SiO3+2H2↑; H2SiO3+2NaOH = Na2SiO3+2H2O从分步反应看,起氧化作用的只是H2O,而NaOH既不是氧化剂又不是还原剂,仅为反应物。

其电子转移情况为:3.硅的工业制法4.硅的用途:半导体材料,太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等要点二、二氧化硅(SiO2)1.存在:存在形态为结晶形(如石英)和无定形(如硅藻土),统称为硅石。

水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是SiO2,沙子中含有小粒的石英晶体2.结构:SiO2晶体是立体空间网状结构,每个Si原子结合4个O,每个O结合2个Si,N(Si):N(O)=1:2 3.物理性质:熔点高、硬度大、不溶于水的无色透明晶体或白色粉末。

4.化学性质:(1)稳定性:不与水、一般的酸反应,但能与HF反应(2)具有酸性氧化物的性质:与CaO反应:SiO2 + CaO 高温CaSiO3与NaOH反应:SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O5.用途:(1)建筑材料(2)制光导纤维(3)制石英坩埚6.二氧化碳与二氧化硅性质比较SiO2CO2类别酸性氧化物酸性氧化物主要存在环境岩石、石英、沙子和硅藻土空气结构化学式意义仅表示Si、O的原子个数比为1:2 CO2分子构成晶体中有无单个分子无有物理性质无色透明晶体或白色粉末无色无味气体,密度比空气大,能溶于水(常温下体积比为1:1)化学性质与碱性氧化物反应SiO2 + CaO高温CaSiO3CO2 + CaO = CaCO3与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O与盐反应SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3与水反应不反应CO2 + H2O = H2CO3与C反应SiO2 + 2C高温Si + 2CO↑ C + CO2高温2CO 与HF反应SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O相互转化SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓H2SiO3SiO2 + H2O要点诠释:(1)由于玻璃的成分中含有SiO2,故实验室盛放碱性溶液的试剂瓶用橡皮塞,不用玻璃塞(2)因为氢氟酸腐蚀玻璃,与玻璃中的SiO2反应,所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存,应保存在塑料瓶或铅皿中要点三、硅酸(H2SiO3)1.硅酸的制备实验步骤:向Na2SiO3溶液中滴加酚酞试液,然后滴入稀盐酸实验现象:滴加酚酞后溶液呈红色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有白色胶状物质生成结论:Na2SiO3溶液呈碱性,生成难溶于水的H2SiO3。

硅及其化合物知识总结

硅及其化合物知识总结

硅及其化合物知识总结1.硅单质(Si)(1)存在:硅是一种亲氧元素,在自然界中以化合态存在,在地壳中的含量仅次于氧。

(2)物理性质:晶体硅是灰黑色固体,硬度大,熔、沸点高,具有金属光泽。

(3)化学性质:常温下能与F 2、HF 、NaOH 反应;加热时能与H 2化合生成不稳定的氢化物SiH 4,还能与Cl 2、O 2化合分别生成SiCl 4、SiO 2。

涉及的化学方程式如下:2:Si +O 2=====△SiO 22:Si +2F 2===SiF 42:Si +2Cl 2=====△SiCl 4②与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。

③与NaOH 溶液反应:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑(4)用途:①良好的半导体材料;②太阳能电池;③计算机芯片。

(5)高纯硅的制备①SiO 2+2C=====高温Si(粗)+2CO ↑(1800~2000℃)②③2.二氧化硅(SiO 2)(1)存在与形态SiO 2的存在形态有结晶形和无定形两大类。

自然界中的二氧化硅,存在于沙子、水晶、玛瑙,石英等中。

(2)结构SiO 2是由Si 原子和O 原子按个数比1∶2直接构成的立体网状结构的晶体。

(3)二氧化硅与二氧化碳都是酸性氧化物,二者的性质与用途比较性质与用途二氧化硅二氧化碳物理性质硬度大,熔、沸点高,不溶于水熔、沸点低,可溶于水化学性质与水反应不反应CO 2+H 2OH 2CO 3与酸反应(只与HF 反应)氢氟酸用于刻蚀玻璃:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O不反应与碱反应(如NaOH)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)CO 2+2NaOH===Na 2CO 3+H 2O 或CO 2+NaOH===NaHCO 3与盐反应(如Na 2CO 3)SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑CO 2+Na 2CO 3+H 2O===2NaHCO 3与碱性氧化物反应与CaO 反应:SiO 2+CaO=====高温CaSiO 3与Na 2O 反应:CO 2+Na 2O===Na 2CO 3与碳反应2C +SiO 2=====高温Si +2CO ↑C +CO 2=====高温2CO 主要用途制光学仪器、石英玻璃;水晶和玛瑙可制作饰品;常用来制造通讯材料——光导纤维;以SiO 2为主要成分的沙子是基本的建筑材料化工原料、灭火剂;干冰用作制冷剂,人工降雨3.硅酸(H 2SiO 3)(1)物理性质:难溶于水的白色胶状物质。

硅的性质

硅的性质

硅百科名片(49.4%)。

目录基本资料硅名称的由来硅的发现史硅的部分化合物晶体硅原子硅1元素硅元素描述:1元素来源:1元素用途:1元素辅助资料:1常用方程式1总体特性元素属性1原子属性1物理属性1化学性质1其他性质硅的用途与硅有关的病症硅摄入量过低高硅症硅肺病工业上制备高纯单晶硅的化学反应原理展开编辑本段基本资料编辑本段硅名称的由来英文silicon,来自拉丁文的silex,silicis,意思为燧石(火石)。

民国初期,学者原将此元素译为“硅”而令其读为“xi(圭旁确可读xi音,如畦字)”(又,“硅”字本为“砉”字之异体,读huo)。

然而在当时的时空下,由于拼音方案尚未推广普及,一般大众多误读为gui。

由于化学元素译词除中国原有命名者,多用音译,化学学会注意到此问题,于是又创“矽”字避免误读。

台湾沿用“矽”字至今。

中国大陆在1953年2月,中国科学院召开了一次全国性的化学物质命名扩大座谈会,有学者以“矽”与另外的化学元素“锡”和“硒”同音易混淆为由,通过并公布改回原名字“硅”并读“gui”,但并未意识到其实“硅”字本亦应读xi音。

有趣的是,矽肺与矽钢片等词汇至今仍用矽字。

在香港,两用法皆有,但“矽”较通用。

编辑本段硅的发现史编辑本段硅的部分化合物编辑本段晶体硅硅(矽)晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度2.32-2.34克/立方厘米,熔点1414℃,沸点2900℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有金属光泽,有半导体性质。

硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于制造合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。

硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,含量仅次于氧,居第二位。

结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。

化学性质非常稳定。

在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。

化学反应方程式:SiO2 + 2C =高温= Si + 2CO ↑编辑本段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。

Si的化学性质

Si的化学性质

第一节碳族元素一.碳族元素碳元素原子的最外电子层上有4个电子,与碳相同,硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)元素原子的最外电子层上也都有4个电子。

这五种元素位于周期表的第ⅣA族,我们称它们为碳族元素。

讨论1 根据所学的元素周期律的知识,试推断出碳族元素性质变化的一些规律性。

碳族元素随着核电荷数的增加,一些性质呈现规律性的变化。

例如,在周期表中从上到下,元素原子的半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,非金属性向金属性递变的趋势很明显。

在碳族元素的单质中,碳是非金属;硅虽外貌像金属,但在化学反应中多显示非金属性,通常被认为是非金属;锗的金属性比非金属性强;锡和铅都是金属。

碳族元素的化合价主要有+4和+2,碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的,而铅的+2价化合物是稳定的。

有关碳及其化合物的性质,在初中化学已经学习过一些,下面着重学习硅及其化合物的一些知识。

我们已经知道,硅是自然界中分布很广的一种元素,在地壳中,它的含量仅次于氧,居第二位。

在自然界中,没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,如二氧化硅、硅酸盐等。

这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里,是构成矿物和岩石的主要成分。

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(见元素硅大晶体图),它的结构类似于金刚石,熔点和沸点都很高,硬度也很大。

晶体硅还有一个重要的性质,就是它的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。

我们知道,碳在常温下化学性质很稳定,在高温时能跟氧气等物质反应。

硅作为碳的同族元素,它的化学性质又怎样呢?讨论2 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。

硅元素原子的最外电子层的电子数目与碳元素原子的最外电子层中的电子数目相同,都有4个电子,所以,硅的许多化学性质跟碳相似。

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 成分

si 成分

si 成分SI元素是现代工业化生产必不可少的重要元素,它具有独特的物理性质和化学性质,具有广泛的应用价值。

在许多领域都有应用,比如太阳能电池、计算机芯片、半导体元件等等。

以下是有关SI元素的详细介绍。

I. SI元素概述SI元素的化学元素符号为Si,其原子序数为14,属于周期表中的第三周期,同一族的元素包括碳(C)、硒(Ge)及锗(Se)。

Si元素在自然界中广泛分布。

它占地球壳的27%,是地壳中含量第二多的元素。

可以从石英、硅藻土、硅灰石、长石等矿石中抽取。

II. 物理性质1. 密度:2.33g/cm³ 2. 熔点:1414℃3. 沸点:3265℃4. 硬度:75. 热导率:1.5~1.8W/(m·K)6. 电导率:2.5×10⁻⁴Ω·cm在物理性质方面,SI元素具有独特的优势。

其中,硬度高、耐磨性好、导热性能高是其物理性质方面的显著特点。

这些优势,使得SI元素在很多领域得到广泛应用。

III. 化学性质1. 在常温下稳定。

氧气、硝酸、浓盐酸、氢氟酸、碱等常数条件下不被腐蚀。

2. 表面有下降的氨基酸3. 随着温度的升高,SI元素会与氧气等进行反应,产生氧化物。

硅元素具有良好的化学性质,使得它在制造半导体芯片、太阳能电池板等方面得到广泛应用。

在一些化学反应中,硅元素也能起到催化作用,例如在植物的生长中,硅元素可以激活植物自身的抗病性。

IV. 应用1. 半导体制造方面:硅元素是半导体制造的重要原材料之一。

它用于制造晶体管、太阳能电池板等电子器件。

为制造晶体管,需要把硅元素加入到P型和N型的硅片中,由此制成NP相结构,利用这种结构可使晶体管具有放大效果,最终组成电子电路。

2. 太阳能电池板:太阳能电池板是一种将太阳能直接转换成太阳能电流的装置。

太阳能电池板的主要材料是硅元素。

它不仅可以制造太阳能电池板,还可以用于制造积雪融雪器、太阳能灯等产品。

3. 食品工业中:硅元素可以作为食品添加剂,促进动植物的生长发育。

硅的原子数量

硅的原子数量

硅的原子数量全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:硅是一种常见的元素,它在地球地壳中的含量居于第二位,仅次于氧。

硅的原子数量为14,原子序数为14,原子量为28.085。

硅的化学符号为Si,它属于碱土金属元素。

在元素周期表中,硅属于第四主族元素。

硅是一种非金属元素,它具有非常重要的物理和化学性质。

硅具有很高的熔点和沸点,熔点为1414摄氏度,沸点为3265摄氏度。

硅是一种灰色固体,在常温下呈现为灰色。

硅具有很高的热导率和电导率,因此被广泛用于半导体材料中。

硅在自然界中主要以二氧化硅(SiO2)的形式存在,它是一种非常常见的矿物。

硅还可以和其他元素形成硅化物。

在地球上,硅是非常丰富的元素,在地壳中的含量非常高。

硅是一种非常重要的工业原料,在许多领域都有广泛的应用。

最主要的用途是用于制造半导体材料。

硅是半导体材料中最常用的元素,它的电子结构使其具有半导体的特性。

半导体材料在电子工业中有着非常广泛的应用,包括制造集成电路、太阳能电池、发光二极管等。

除了在电子工业中的应用,硅还被广泛用于制造陶瓷、玻璃、水泥等材料。

硅具有较高的熔点和硬度,使其成为一种非常理想的材料。

硅还可以用于制造硅橡胶、涂料、润滑油等产品。

硅在生物体中也有着重要的作用。

硅是一种人体必需元素,对于人体的健康有着重要的作用。

硅可以促进骨骼生长和维持骨骼健康,同时还可以促进毛发和指甲的生长。

第二篇示例:硅是一种化学元素,化学符号为Si,原子序数为14,原子量为28.085u。

硅是地壳中含量较高的元素之一,常见于沙子、石英和石英岩等矿石中。

硅是一种无色、无味、无毒的非金属元素,具有半导体特性,广泛用于电子器件、太阳能电池等领域。

硅的原子结构是由14个质子和14个中子组成的原子核,围绕着核心运动着14个电子。

硅的原子序数为14,这意味着硅元素的原子中含有14个质子。

在自然界中,硅有三种同位素:硅-28、硅-29和硅-30,其中硅-28占自然界中硅的总含量的约92.23%,硅-29占7.76%,硅-30只有0.01%。

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第一节碳族元素一.碳族元素碳元素原子的最外电子层上有4个电子,与碳相同,硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)元素原子的最外电子层上也都有4个电子。

这五种元素位于周期表的第ⅣA族,我们称它们为碳族元素。

讨论1 根据所学的元素周期律的知识,试推断出碳族元素性质变化的一些规律性。

碳族元素随着核电荷数的增加,一些性质呈现规律性的变化。

例如,在周期表中从上到下,元素原子的半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,非金属性向金属性递变的趋势很明显。

在碳族元素的单质中,碳是非金属;硅虽外貌像金属,但在化学反应中多显示非金属性,通常被认为是非金属;锗的金属性比非金属性强;锡和铅都是金属。

碳族元素的化合价主要有+4和+2,碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的,而铅的+2价化合物是稳定的。

有关碳及其化合物的性质,在初中化学已经学习过一些,下面着重学习硅及其化合物的一些知识。

我们已经知道,硅是自然界中分布很广的一种元素,在地壳中,它的含量仅次于氧,居第二位。

在自然界中,没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,如二氧化硅、硅酸盐等。

这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里,是构成矿物和岩石的主要成分。

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(见元素硅大晶体图),它的结构类似于金刚石,熔点和沸点都很高,硬度也很大。

晶体硅还有一个重要的性质,就是它的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。

我们知道,碳在常温下化学性质很稳定,在高温时能跟氧气等物质反应。

硅作为碳的同族元素,它的化学性质又怎样呢?讨论2 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。

硅元素原子的最外电子层的电子数目与碳元素原子的最外电子层中的电子数目相同,都有4个电子,所以,硅的许多化学性质跟碳相似。

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。

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+O2 SiO2硅是一种重要的非金属单质,它的用途非常广泛。

作为良好的半导体材料,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。

此外,硅的合金用途也很广,如含硅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;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。

由于自然界没有单质硅存在,因此,我们使用的硅,都是从它的化合物中提取的。

在工业上,用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅。

SiO2+2C Si+2CO↑将粗硅提纯后,可以得到用作半导体材料的高纯硅。

二.二氧化硅二氧化硅是硅的氧化物,它广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石。

天然二氧化硅也叫硅石,是一种坚硬难熔的固体。

二氧化硅的化学性质不活泼,不与水反应,也不与酸(氢氟酸除外)反应,但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。

例如,SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O讨论3 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞(玻璃中含有SiO2)?二氧化硅是酸性氧化物,它对应的水化物是硅酸(H2SiO3)。

硅酸不能由二氧化硅直接制得,只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取。

硅酸不溶于水,是一种弱酸,它的酸性比碳酸还要弱。

二氧化硅的用途很广,目前已被使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。

石英的主要成分也是二氧化硅,较纯净的石英可用来制造石英玻璃,我们在实验室中使用的一些耐高温的化学仪器,就是用石英玻璃制成的。

利用石英制造的石英电子表、石英钟等也非常受人们的喜爱。

透明的石英晶体,就是我们常说的水晶(如下图)。

水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器,也用来制成高级工艺品和眼镜片等。

三.硅酸盐硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物,约占地壳质量的5%。

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。

例如,硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2)高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(Al2O3·2SiO2·2H2O)硅酸钠是一种最常见的硅酸盐,它的水溶液俗称水玻璃。

水玻璃是无色粘稠的液体,是一种矿物胶,可用作建筑上的粘合剂。

硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀,可用作防腐剂,木材、纺织品等浸过水玻璃后,不但能防腐而且不易着火。

粘土的主要成分是硅酸盐。

粘土的种类很多,常见的有高岭土和一般粘土。

粘土是制造陶瓷器的主要原料。

阅读二氧化硅粉尘的危害二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害。

如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称为矽,因此硅肺旧称为矽肺)。

硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量,以及与人的接触时间长短等。

长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。

因此,在这些粉尘较多的工作场所,应采取严格的劳动保护措施,采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量,以保证工作人员的身体健康。

第二节硅酸盐工业简介在我们的日常生活中,经常接触到一些硅酸盐材料,如使用的碗碟、居住的房屋等。

硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热制成的。

这一制造工业叫做硅酸盐工业,如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。

硅酸盐工业在国民经济中占有很重要的地位。

1.水泥水泥是非常重要的建筑材料,高楼大厦和各种建筑工程都离不开它。

水泥具有水硬性,跟水掺和搅拌后很容易凝固变硬,由于水泥具有这一优良特性,因此被用作建筑材料。

又由于它在水中也能硬化,因此也是水下工程必不可少的材料。

以粘土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入适量石膏,并研成细粉就得到普通水泥。

普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙、(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。

水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆,是建筑用粘合剂,可把砖、石等粘结起来。

水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。

混凝土常用钢筋做结构,这就是我们常说的钢筋混凝土结构。

钢筋混凝土的强度大,常用来建造高楼大厦、桥梁等高大的建筑。

2.玻璃玻璃是我们每天都可以见到的一种硅酸盐制品。

窗玻璃就是最常见的玻璃,这种玻璃被称为普通玻璃。

制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。

生产时,把原料粉碎,按适当的比率混合后,放入玻璃窑中加强热。

原料熔融后发生了较复杂的物理变化和化学变化,其中的主要反应是:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑在制造玻璃的过程中,如果加入某些金属氧化物,还可以制成有色玻璃。

例如,加入Co2O3(氧化钴)后的玻璃呈蓝色,加入Cu2O后的玻璃呈红色。

我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为原料中混有二价铁的缘故。

玻璃的种类很多,除上面所介绍的普通玻璃外,还有其他一些玻璃,如石英玻璃、光学玻璃,等等。

表2列出了几种玻璃的特性和用途。

3.陶瓷陶瓷在我国有悠久的历史。

在新石器时代,我们的祖先就能制造陶器,到唐宋时期,制造水平已经很高。

唐朝的“三彩”、宋朝的“钧瓷”闻名于世,流传至今。

作为陶瓷的故乡,我国陶都宜兴的陶器和瓷都景德镇的瓷器,在世界上都享有盛誉。

制造陶瓷器的主要原料是粘土,制造陶瓷器的一般过程如下图所示。

陶瓷的种类很多,根据原料、烧制温度等的不同,主要分为土器、陶器、瓷器、炻器等。

例如,常见的砖、瓦属于土器,它是用含杂质的粘土在适当温度下烧制而成的;制瓷器的要求比较高,需要纯净的粘土作原料,烧制温度也相对高些,所以瓷器比陶器瓷体白净、质地致密。

一般烧制的陶瓷制品,表面比较粗糙,而且有不同程度的渗透性。

为了弥补这一缺陷,常在烧制前在坯体表面涂一层釉,使成品光滑、不渗水。

陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点,因此,陶瓷制品一直为人们所喜爱。

从地下挖掘出的古代陶瓷器,历经数年仍保持其本色,不但成为人们欣赏的艺术珍品,对后人研究历史也有很大帮助。

如今,陶瓷仍广泛应用于生活和生产中,如日常生活中的部分餐具,建筑中的砖、瓦,电器中的绝缘瓷,化学实验室中的坩埚、蒸发皿等,都是陶瓷制品。

资料彩釉日常生活中我们见到的许多陶瓷制品,表面光滑、不渗水,而且色彩丰富,非常漂亮。

这是由于烧制前在坯体上涂了彩釉的缘故。

在普通釉料中加入一些重金属离子,可制成彩釉(颜色可参考下表)。

涂有彩釉的陶瓷制品绚丽多彩备受人们的喜爱。

硅在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:(1)与非金属作用常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4.Si+F2 === Si+F4加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO2:Si+2F2 SiF4 (X=Cl,Br,I)Si+O2 SiO2 (SiO2的微观结构)在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.Si+C SiC3Si+2N2 Si3N4Si+2S SiS2(2)与酸作用Si在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6:Si+4HF SiF4↑+2H2↑3Si+4HNO3+18HF === 3H2SiF6+4NO↑+8H2O氟硅酸】化学式H2SiF6,式量144.12,无水氟硅酸为无色气体,化学性质不稳定,常温下易分解为四氟化硅和氟化氢。

水溶液显强酸性,一般能制得60%的水溶液,酸的强度跟硫酸相当、浓溶液冷却,有无色含水氟硅酸析出。

具有消毒性能,可作啤酒酿造中的消毒剂。

由四氟化硅跟氟化氢直接反应制得,也可将二氧化硅溶解于氢氟酸中制得。

不与碳酸盐反应,碳酸强于硅酸【中文名称】氟硅酸;硅氟氢酸【英文名称】(hydro)fluo(ro)silicic acid;hexafluorosilicic acid【性状】无水物是无色气体。

【用途】氟硅酸有消毒性能。

用于制氟硅酸盐和冰晶石,并用于电镀、啤酒消毒、木材防腐等。

【制备或来源】由二氧化硅溶解于氢氟酸中或混和石英粉、氟化钙和浓硫酸后加热而得。

也可从磷肥厂中分解磷矿时逸出的四氟化硅气体用水吸收而得。

【其他】不稳定,易分解为四氟化硅和氟化氢,水溶液无色,呈强酸反应。

有腐蚀性,能腐蚀玻璃。

保存于蜡制或塑料制容器中问题:如果用SiO2和大于40%HF制,会不会开始是生成氟硅酸,后来随着HF变稀,逐渐出来SiF4(剧毒)。

如果会,分界点约在多少浓度?有没有其它制法?H2SiF6有刺激性,但有没有毒?如果有,强么?问题补充:据说氟硅酸又可以和SiO2反应,是吗?如果是,会不会出什么问题?答案:可以加入过量的HF进行反应,至少应在1:6的摩尔比以上,可以采用间歇式通入HF气体的方法而不是一直在溶液中反应。

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