无机非金属材料硅
1.4.1 无机非金属材料的主角——硅
结论
化学方程式
实验 4-1
在试管中加入3~5 mL Na2SiO3溶液（饱和Na2SiO3 溶液按1 : 2或1 : 3的体积比用水稀释），滴入1~2 滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边 加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。 静置。仔细观察变化过程及其现象。
现象
生成透明的凝胶
结论
3CaO·Al2O3 黏土的主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O
科 学 视 野 硅酸盐的丰富性和多样性
由于Al和Si在元素周期表中位置相邻、粒子大小 相近，+3价的铝常或多或少地置换硅酸盐中+4价的 硅而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其 他正离子，从而大大增加了硅酸盐品种的多样性和结 构的复杂性，同时也为应用硅酸盐材料提供了更广阔 的选择。硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳的侵 蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶体粒 子表面积巨大且带负电，能与NH4+、K+等数十种生 物所需的营养离子相互作用，使土壤具有保肥能力。 这是大自然对人类及地球生物的馈赠，我们应该爱护 大地母亲。保持土壤的良好结构和化学成分，就是保 证农业、牧业和林业持续发展的基础。
二氧化硅
水晶
结晶形：石英
玛瑙
科学视野
SiO2有多种晶型，其基 本结构单元是如图4-2所
示的四面体，每个Si周
围结合4个O，Si在中
心，O在4个顶角；许多
O
这样的四面体又通过顶
角的O相连接，每个O为
两个四面体所共有，即
每个O与2个Si相结合。
原子晶体：物质中所有原子均
通过共价键连接在一起的晶体
共价键，使原 子之间牢固地 结合在一起
SiO2的用途
无机非金属材料的主角-硅
方程式
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3↓+2NaCl
（2）硅胶 制备：
逐渐聚合 干燥脱水
H2SiO3
硅酸凝胶
硅酸干凝胶 “硅胶”
用途：
本节课你有什么收获?
SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
HF是唯一可以与SiO2 发生反应的酸，此反应用来雕刻玻璃。
2、硅酸（H2SiO3）
硅酸是一种白色的固体，它不溶于水；是一种弱酸， 酸性比碳酸还弱。
（1）硅酸的制备 思考：如何制取硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？ 制法：可溶性硅酸盐与其他酸反应 现象 结论 滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透 明的、胶冻状的硅酸凝胶产生 Na2SiO3溶液呈碱性，硅酸难溶于水
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2）
（1）SiO2的存在形态
结晶形（石英晶体） 硅石 无定形 玛瑙 水晶
水晶
玛瑙
二氧化硅的晶体结构
SiO2的晶体结构
[SiO4]四面体结构
金刚石的晶体结构
SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的 晶体。因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。
石英坩埚
水晶饰品
玛瑙饰品
光导纤维
思考与交流：
根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是 什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？ 物理性质： 难溶于水，熔点高，硬度大。 化学稳定性： 化学性质很稳定，不活泼。 原因：SiO2的这些性质主要与它的结构有关， SiO2 是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定。
（2）化学性质:
①酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐 高温 SiO2+ CaO == CaSiO3
《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思
《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思1. 引言1.1 硅的重要性硅是一种极其重要的无机非金属材料，广泛应用于各个领域。
其重要性主要表现在以下几个方面：硅是一种重要的半导体材料。
在电子行业中，硅被广泛用于制造各种电子器件，如集成电路、太阳能电池等。
由于硅具有良好的半导体性能和稳定的化学性质，使得它成为电子行业中不可或缺的材料之一。
硅在建筑材料领域也有重要应用。
硅酸盐材料在建筑领域中被广泛应用，如水泥、陶瓷等。
硅材料的高强度、耐火性和耐腐蚀性，使其成为建筑材料中的主要组成部分之一。
硅在化工领域也有广泛的应用。
硅氧烷、硅醇等有机硅化合物在化工生产中被广泛应用于润滑剂、橡胶填料、涂料等领域，发挥着重要的作用。
1.2 无机非金属材料的介绍无机非金属材料是一类极为重要的材料，它们在现代工业生产和科学研究中发挥着重要的作用。
无机非金属材料具有多样的物理性质和化学性质，涵盖了广泛的领域，如电子、光学、磁性、隔热、耐高温等。
这类材料通常具有较高的熔点和硬度，同时具有独特的特性，例如光学透明性、电绝缘性、化学稳定性等。
无机非金属材料可以分为多种类型，如硅、氧化物、氮化物、碳化物等，每种材料都有其独特的应用和制备方法。
硅作为无机非金属材料中的一种主要材料，在现代工业中扮演着重要的角色，广泛应用于半导体工业、太阳能电池、光电子器件等领域。
硅具有良好的导电性、光学性能和机械强度，是一种非常重要的无机非金属材料。
在工业生产和科学研究中，研究和应用无机非金属材料具有重要的意义，可以推动材料科学和工程技术的发展。
2. 正文2.1 硅的物理性质硅是一种常见的无机非金属材料，具有许多重要的物理性质。
硅是一种灰色的晶体固体，通常呈现出类似于钻石的结构。
硅的密度很低，只有2.33克/立方厘米，使得它成为一种较为轻盈的材料。
硅的熔点很高，达到了1414摄氏度，使得硅在高温环境下依然能够保持稳定的性质。
硅还具有良好的电特性，是一种半导体材料。
人教版高一化学必修一无机非金属材料的主角-----硅
为发生下列反应：
Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓ （2）硅酸钠化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧， 不易被腐蚀，热稳定性好。
-1-
①与酸反应 Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓ ②与盐反应 CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl （3）用途
硅 石
沙子
无定形（硅 藻土）
水晶
水 晶
玛瑙
主要成份： SiO2
主要成份：
SiO2
第四章
非金属及其化合物
(2)结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体网状结
1:2 ，不存在 构，晶体中硅原子和氧原子的个数比为 ________
单个的 SiO2 分子。在 SiO2 晶体中，每个 Si 原子周围结合
C
人 教 版 化 学
B．镁橄榄石 Mg2SiO4 表示为2MgO·SiO2
C．钾长石 KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2 D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O 提示：顺序为：活泼金属氧化物、二氧化硅、水。
5、硅酸钠（Na2SiO3） （1）、硅酸钠的物理性质
不 二氧化硅是坚硬、难熔的固体，________ 溶于水， 不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。
4.物理性质：硬度大，熔沸点高，不溶于水 5.化学性质： 很稳定 .
.
【 讨论 】为什么实验室中盛放碱液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含 有SiO2)
一、二氧化硅
5.化学性质： ① 是 酸 性氧化物
人 教 版 化 学
无机非金属材料的主角-硅(hcf)
其他应用领域
陶瓷和玻璃
硅在陶瓷和玻璃制造中用作添加剂， 可以提高产品的硬度和耐热性。
高分子合成
硅在高分子合成中用作催化剂和交联 剂，可以提高聚合物的性能和稳定性 。
05
CATALOGUE
硅的未来展望
硅的新应用领域
半导体材料
随着电子工业的发展，硅作为半 导体材料的需求将持续增长，特 别是在微电子、光电子和集成电
硅酸盐材料的应用
硅酸盐材料广泛应用于建筑、电子、化工、航空航天、医 疗等领域。例如，玻璃可用于窗户、镜片、显示屏等；陶 瓷可用于餐具、工业管道、陶瓷刀具等。
陶瓷和玻璃
陶瓷
陶瓷是以黏土、石英、长石等天然矿物为主要原料，经高温 烧制而成的无机非金属材料。陶瓷具有优良的耐腐蚀、耐磨 损、绝缘等性能，广泛应用于建筑、工业等领域。
03
硅也是许多岩石和矿物的主要 成分，如石英、长石、云母等 。
02
CATALOGUE
无机非金属材料中的硅
硅酸盐
硅酸盐矿物
硅酸盐矿物是地壳中分布最广的矿物，占所有矿物组成的 90%以上。常见的硅酸盐矿物包括长石、云母、黏土矿物 等。
硅酸盐工业
硅酸盐工业是指以含硅元素物质为原料，经加工制成的无 机非金属材料工业。主要产品包括玻璃、陶瓷、水泥、耐 火材料等。
混凝土
混凝土是一种常用的建筑材料，由水泥、骨料（沙、石）和水混合而成。混凝土具有良好的抗压强度和耐久性， 广泛用于建筑、桥梁、隧道等领域。
耐火材料
耐火材料的种类
耐火材料是指能在高温下承受各种物理化学变化和机械作用，并能在各种温度 下保持其物理化学性能的不易燃烧的材料。常见的耐火材料包括耐火砖、耐火 水泥、耐火砂等。
这些矿石经过采矿、选矿、破碎、磨 细等工序后，得到硅含量较高的硅石 粉，作为生产硅的原料。
第一节 无机非金属材料的主角——硅 第二课时
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时学习目标：1．掌握硅酸盐的性质、用途。
2．了解陶瓷、玻璃、水泥等几类硅酸盐产品。
3．了解新型陶瓷和几种具有特殊功能的含硅物质。
重点难点：硅酸盐知识梳理三．硅酸盐1．概念：由组成的化合物的总称。
2．性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数水，化学性质很。
3．最常见的硅酸盐――Na2SiO3（1）性质：溶于水，水溶液俗称，呈性。
（2）用途：是和的原料。
4．硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示其组成例如：硅酸钠：Na2SiO3：；石棉：；黏土的主要成分：；长石KAlSi3O8：。
5．三种常见的硅酸盐产品6．特殊功能的含硅物质（1）金刚砂（SiC）具有类似的结构，硬度，可以用作砂纸、砂轮磨料。
（2）硅钢（含硅4％）具有很高的，主要用作变压器铁芯。
（3）硅橡胶：既耐又耐，可用于制造火箭，导弹的零件。
（4）人工制造的分子筛（具有均匀微孔结构的铝硅酸盐），主要用作和。
7．新型陶瓷：主要有、、、几类。
四．硅单质单质硅有和两类。
（1）硅的物理性质晶体硅是有光泽的色固体，熔点、硬度、有性，是良好的。
（2）硅的化学性质①硅单质与强碱溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H2O = Na2SiO3 + 2H2↑②硅单质与氢氟酸（HF）反应：Si ＋4HF =SiF4↑＋2H2 ↑（3）硅的用途①材料，如硅芯片等。
②新型能源，如等。
知能检测1.下列物质中属于纯净物的是（）A.Na2CO3·10H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃2．下列物质有固定熔点的是A．玻璃B．水泥C．水玻璃D．Na2O·SiO23．在实验室熔化NaOH固体，不能选用的坩锅是A ．铁坩锅B ．瓷坩锅C ．铝坩锅D ．石墨坩锅4．在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是 （ ）A ．纯碱B ．石英C ．石灰石D ．粘土5．下列物质稳定性由强到弱的是（ ） ①CaSiO 3,②H 2CO 3,③CaCO 3,④Ca(HCO 3)2A ．①②③④B ．②④③①C ．①③④②D ．①④③②6．高岭土的组成表示为Al 2Si 2Ox(OH)y ，其中x 、y 的数值分别为（ ）A ．7，2B ．6，3C ．5，4D ．3，67．能将CaCO 3 、SiO 2、Na 2SiO 3三种白色粉末鉴别开来的试剂是（ ）A ．苛性钠溶液B ．水C ．氢氟酸D ．稀盐酸8．下列物质的浓溶液，能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是（ ）A ．浓H 2SO 4B ．水玻璃C ．苛性钾D ．氢氟酸9．将22.5g 石英与60g 石灰石在高温下反应，产生的气体在标况下的体积为（ ）A ．5.6LB ．11.2LC ．13.44LD ．6.72L10．下列几种物质不能长期暴露在空气中的是（ ）A ．水晶B ．水玻璃C ．醋酸D ．石英11．把26克含有SiO 2的CaCO 3固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称量为17.2克。
《硅 无机非金属材料》 知识清单
《硅无机非金属材料》知识清单一、硅元素的存在及性质硅在自然界中的存在形式非常丰富，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于地壳中。
硅是一种亲氧元素，这使得它在自然界中很少以单质形式存在。
硅的原子结构决定了它的化学性质。
硅原子的最外层有 4 个电子，既不容易失去电子，也不容易得到电子，所以硅在化学反应中通常表现出一定的惰性。
但在特定条件下，硅也能与一些物质发生反应。
硅具有半导体的性质，这一特性使得它在电子工业中有着极其重要的应用。
二、二氧化硅1、物理性质二氧化硅是一种坚硬、难熔的固体，具有较高的熔点和沸点。
它不溶于水，无色透明。
2、化学性质二氧化硅的化学性质相对稳定，但在一定条件下也能与一些物质发生反应。
（1）与氢氟酸反应：SiO₂＋ 4HF ＝ SiF₄↑ ＋ 2H₂O，这是二氧化硅的一个特性反应，常用于雕刻玻璃。
（2）与碱性氧化物反应：SiO₂＋ CaO ＝高温= CaSiO₃（3）与强碱溶液反应：SiO₂＋ 2NaOH ＝ Na₂SiO₃＋ H₂O3、用途二氧化硅用途广泛，常用于制造光导纤维、石英玻璃、石英坩埚等。
光导纤维利用了二氧化硅对光的全反射原理，使得信息能够快速、高效地传输。
三、硅酸1、性质硅酸是一种很弱的酸，溶解度很小。
制备硅酸通常是通过可溶性硅酸盐与酸反应得到。
2、用途硅酸可以用于制备硅胶，硅胶具有吸水性，常用作干燥剂。
四、硅酸盐1、常见的硅酸盐如硅酸钠（Na₂SiO₃），其水溶液俗称水玻璃，具有粘性，可作防火剂和黏合剂。
2、传统的硅酸盐材料（1）陶瓷：是以黏土为原料，经过高温烧制而成。
陶瓷具有硬度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于日常生活和工业生产中。
（2）玻璃：主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅。
玻璃具有透明、美观等特点，有多种类型，如普通玻璃、钢化玻璃等。
（3）水泥：主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙。
水泥是建筑行业中不可或缺的材料。
五、新型无机非金属材料1、高温结构陶瓷如碳化硅、氮化硅等，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点，可用于制造发动机部件、刀具等。
硅-无机非金属材料
新型无机非金属材料-几种新陶瓷
高温结构陶瓷：Si3N4. SiC陶瓷发动机） 生物陶瓷：Al2O3陶瓷假牙、氧化锆、 压电陶瓷：钛酸钡、钛酸铅。
硅（Si）
4.工业制法 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
3工业生产玻璃的两个反应原理:
SiO2 + Na2CO3 高温 Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 高温 CaSiO3 + CO2↑
硅酸盐和无机非金属材料玻璃
生产原料: 黏土、长石、 Na2SiO3的水溶液（水玻璃） 硅酸盐多用氧化物表示。 山水牌、东岳牌“水泥”、杜村的玻璃、 淄博的陶瓷、 景德镇的瓷器、砖瓦
硅酸盐和无机非金属材料玻璃
生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3.CaCO3.SiO2）
生产设备：玻璃熔炉 强热 反应原理：
SiO2 + Na2CO3 高温 Na2SiO3 + CO2↑
2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 主要特性：水泥具有水硬性——建材、特种水泥 混凝土、钢筋混凝土。
硅酸盐和无机非金属材料陶瓷-最早
生产原料: 黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O ） 生产设备: 陶瓷窑、高温烧制 生产过程: 混合-成型-干燥-烧结-冷却 主要性质: 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、
高纯硅的一般纯度要求达到99.9999%, 甚至达到 99.9999999%以上。
硅（Si）
5.用途（性质稳定、半导体） 制造晶体管、集成电路、（芯片）硅整流器 太阳能电池 硅合金钢： 含硅4％ -- 变压器铁芯 含硅15％-- 耐酸钢
无机非金属材料—硅
硅的存在形式
1、硅的存在 硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说 碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上 矿物界的主要元素。
2、硅的含量 硅在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位， 地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2， 占地壳总质量的87%。
巩固练习
如果发现114号新元素(位于第七周期ⅣA族)，下 列有关X可能具有的性质合理的是( )
A．X是非金属元素 B．X的＋2价化合物比＋4价化合物稳定 C．XO2具有强氧化性 D．X有稳定的氢化物
硅在工业上的用途
硅在工业上的用途
超纯硅
硅橡胶
硅油硅在能源方面的用途 Nhomakorabea晶体硅光电池
单晶硅电池板
硅的物理性质如何？
1、形态 2、导电性 3、熔沸点 4、硬度
硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅 和多晶硅，它们均具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金 属光泽，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。晶态硅的熔点1410℃,沸点2355 ℃, 密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
碳族元素性质的递变规律
碳族元素性质的递变规律
重点比较硅与碳
硅与非金属的反应
与卤素的反应 Si ＋ 2F2＝SiF4 常温下燃烧。 问题： 和其他卤素的反应条件 ？ 与氧的反应 Si+O2 ＝ SiO2 问题：SiO2的微观结构 ？ 与其他非金属的反应 Si+C ＝ SiC
3Si+2N2 ＝ Si3N4 Si+2S ＝ SiS2 问题：C与非金属有哪些反应？
硅与酸的反应
Si+4HF ＝ SiF4↑+2H2↑ 3Si+4HNO3+18HF ＝ 3H2SiF6+4NO↑+8H2O 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:
高中化学必修1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅
与碱性氧化物
SiO2+CaO == CaSiO3 与酸 与碳 SiO2+2C == Si+2CO SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
CO2+ Na2O = Na2CO3
不反应 CO2+C == 2CO
@皮皮课件
15
第二章 二氧化硅和硅酸
2.7 硅酸 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。 由于二氧化硅不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与 其它酸反应制得的。 所生成的H2SiO3逐渐聚合形成胶体溶液--硅酸溶胶。 硅酸浓度较大时，则形成软而透明的，胶冻状的硅酸凝胶。 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，叫做硅胶。
硅太阳能电池
硅芯片
@皮皮课件
28
01 硅的简单介绍 02 二氧化硅和硅酸
• 化学性：常温下硅单质的化学性质不活泼 Si + O2 = SiO2
@皮皮课件
26
第四章 单质硅
4.2 单质硅的制法
• 制法：
高温
SiO2 + 2C
• 用途：
=
Si
+
2CO
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，硅是信息技术的关键材料。
@皮皮课件
27
第四章 单质硅
4.3 单质硅的用途
@皮皮课件
13
第二章 二氧化硅和硅酸
2.5 二氧化硅的化学性质
与碱反应： SiO2 + 2NaOH
氧化硅与NaOH反应。
=
Na2SiO3 + H2O
注意：实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，防止玻璃中二 与碱性氧化物反应：
高一化学必修二章节知识点解析：无机非金属材料—硅
精心整理
高一化学必修二章节知识点解析：无机非金属材料—硅
一、硅元素：无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。
是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。
位于第3周期，第ⅣA ， 碱(NaOH)反应，是酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应 SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
SiO2+CaO===(高温)CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
三、硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应
)最典
陶瓷、水泥
金属光泽的灰黑色固体，熔点高(1410℃)，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。
是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池、
六、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成
氯离子Cl-,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。
【同步练习题】
1、宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是
可防止
D.用干
4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是
A.氯化钙溶液
B.澄清的石灰水
C.水玻璃
D.硝酸钡溶液
5、熔融烧碱应选用的器皿是
A.铁制坩埚
B.普通玻璃坩埚
C.石英坩埚
D.陶瓷坩埚。
无机非金属材料的化学组成主要是硅酸盐、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁等
无机非金属材料的化学组成主要是硅酸盐、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁等下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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4-1《无机非金属材料的主角—硅》
知识点一二氧化硅和硅酸1.硅在自然界中的存在(1)含量硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。
(2)原子结构特点硅的原子结构示意图为,最外层有4个电子，和碳一样，其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
硅是无机界的主角，碳是有机界的主角。
(3)硅元素的存在硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，它们占地壳质量的90%以上。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。
2.二氧化硅(1)二氧化硅的存在SiO2是硅最重要的化合物，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体。
(2)二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构为四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为1∶2所组成的具有立体网状结构的晶体，如图所示。
⑶物理性质SiO2的网状结构决定SiO2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
⑷化学性质①SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，在一定条件下能与碱性氧化物和碱反应生成盐。
SiO2是硅酸的酸酐，但不与水反应。
a.可以与强碱如NaOH等反应，方程式为：SiO2+ 2NaOH＝Na2SiO3+ H2O特别提醒盛放NaOH（或其他碱性）溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞，因玻璃的主要成分之一是SiO2,会与NaOH在常温下反应生成Na2SiO3，特别是瓶颈的磨砂部分更易与NaOH反应。
②特性与氢氟酸(HF)反应——HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸。
SiO2化学性质很不活泼，除氢氟酸外不与其他酸反应，SiO2与HF反应的化学方程式为:SiO2 + 4HF ＝SiF4↑+ 2H2O，故氢氟酸可用于刻蚀玻璃。
特别提醒因为SiO2是玻璃的主要成分之一，所以氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，氢氟酸在保存时不能盛放于玻璃瓶里，可以存在于塑料瓶里。
非金属化合物
一、无机非金属材料的主角——硅1、硅在自然界中的存在：硅在地壳中的含量居第 2 位，仅次于氧，全部以化合态态存在，是一种亲氧元素；2、硅的原子结构：硅是元素周期表中的第号元素，位于第周期第族，元素符号为，其原子结构示意图，主要形成四价的化合物。
3、硅的性质：（1）物理性质：单质硅有晶体硅和无定形两种。
晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，类似于金刚石，熔沸点高，是良好的半导体材料。
（2）化学性质：常温下化学性质稳定；不易跟强酸、强碱、强氧化剂发生化学反应，但在一定条件下能跟浓NaOH溶液，HF 反应。
4、硅的制取（1）粗硅的制取： SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑；（2）粗硅提纯： Si+2Cl2 SiCl4； SiCl4+2H2Si（高纯硅）+4HCl；5、硅的用途：（1）材料，合金。
（2）极有发展前景的新型能源。
6、二氧化硅：（1）物理性质：天然的二氧化硅称为硅石，分为晶体形和无定型形两种；二氧化硅是岩石、沙子、矿物、水晶、玛瑙的主要成分，具有硬度大，熔点高，不易导电，不溶于水等性质。
SiO2的结构——基本结构单元为硅氧四面体[SiO4]，晶体中不存在二氧化硅分子，SiO2是化学式不是分子式。
6、二氧化硅（2）化学性质：①具有酸性氧化物的通性：SiO2+CaO CaSiO3；SiO2+ NaOH Na2SiO3+H2O ；②弱氧化性：SiO2+ C Si + 2CO↑；③与氢氟酸的反应：SiO2+ 4HF SiF4↑ + 2H2O .7、硅酸：（1）硅酸的性质：①是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱；②硅酸在水中的溶解度很小，易聚合成胶体；（2）硅酸的制备——可溶性硅酸盐与其他酸反应制得：a、 Na2SiO3+2HCl H2SiO3↓+2NaCl ；b、 Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+2NaCl ；8、硅酸盐——由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩层的主要成分。
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。
无机非金属材料的主角--硅
5.二氧化硅的化学性质(稳定）
① 是酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2 + 2OH- ==SiO32-+ H2O
高温
SiO2+CaO==CaSiO3
②不能与水反应
③在高温下与碳酸盐的反应 高温 SiO2+Na2CO3==CO2 +Na2SiO3 高温 SiO2+CaCO3===CO2 +CaSiO3
硅 芯 片
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, 硅是信息技术的关键材料
利用硅的半导体 性能，制成光电 池 ，将光能转化 为电能。 硅太阳能电池
大规模集成电路
太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔 记本一样大小了。
硅的分布与存在
• 分布：自然界中分布广泛，在地 壳中居第二位，仅次于氧。是构 成矿物和岩石的基本元素。 • 存在：没有游离态，只有化合态
一.二氧化硅(SiO2)
硅矿 山
硅石
二氧化硅广泛存 在于自然界中，与其 他矿物共同构成了岩 石。是一种坚硬难熔 的固体。
1.二氧化硅的存在
二 氧 化 硅 的 存 在 结晶形（石英晶体）
2.结构材料——高温结构陶瓷： 氧化铝陶瓷(人造刚玉)：
氧化铝陶瓷制品
氧化铝透 明陶瓷管
高压钠灯的灯管就是用 氧化铝陶 瓷 制作的。高压钠灯是发光效率很 高的一种电光源，光色金白，在它 的灯光下看物清晰，不刺眼。平均 寿命长达 1万小时～2万小时，比高
压汞灯寿命长2倍，是白炽灯寿命的 10倍，是目前寿命最长的灯。
④不与酸反应（除氢氟酸以外） SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O 玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么关系？
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（4）实验室、袋装食品、瓶装药品常用干燥 剂“硅胶”是如何制得的？
逐渐聚合
H2SiO4
干燥脱水
硅胶
硅酸溶胶
浓度较大时
硅酸凝胶
(5) “硅胶”作干燥剂的原因是什么?它还有什 么用途？
第一节
无机非金属材料的主角------硅
一、 二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅Байду номын сангаас
2 硅酸
（1）存在
（1）制备
（2）结构
（2）性质
1、天然二氧化硅在地壳中的含量约占多少？ 其存在形态分为哪两类？俗名叫什么？ 2、在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有几 个氧原子？每个氧原子与几个硅原子相结合？ 晶体中是否存在二氧化硅分子？其化学式的意 义是什么？ 3、你是如何理解二氧化硅基本结构单元中 [SiO4]四面体的？在二氧化硅晶体中形成最 小的硅氧环有多少个原子？
第一节
无机非金属材料的主角------硅
阅读与思考
碳
硅
原子结构示意图
最外层电子数
是构成什么物质的 主要元素
自然界中存在形态
从最外层电子数上分析，它们形成的化合 物主要是离子化合物还是共价化合物？
一、 二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅
资料卡片：
在25℃和101kPa条件下，由单质生 成１molCO2时放热393.5kJ,而在相同条 件下生成１molSiO2时放热910.9kJ。放 热越多，其生成物通常越稳定，可见 SiO2比CO2更容易生成，而且越稳定。
二氧化硅晶体是无色的，不溶于水，熔沸点 高，硬度大。 二氧化硅化学性质很稳定
这些性质都是其结构所决定的
思考与交流
（A）从物质分类上，二氧化硅是哪类氧化 物？这类氧化物有哪些性质？请举例说明二 氧化硅可与哪些物质反应？写出反应的化学 方程式。
（B）为什么盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不 能用玻璃塞？
（C）酸性氧化物可与酸反应吗？二氧化硅 能与酸反应吗？这个反应有什么用途？
（D）氢氟酸可贮存在玻璃瓶中吗？
2 硅酸
思考与交流
（1）二氧化硅不溶于水，硅酸的溶解度也很 小，能否用二氧化硅与水反应制得硅酸？硅酸 是如何制取的？
（2）硅酸与碳酸相比，酸性何者相对较强？ 写出二氧化碳与硅酸钠反应的离子方程式。
（3）盛放硅酸钠水溶液试剂瓶不用玻璃塞， 而用橡胶塞是什么道理？
思考与交流
二 氧化硅晶体
溶点(℃)
1723
沸点(℃)
2230
硬度
7
二氧化碳 — 56.6 — 78.5
从上列资料卡片和表格中的数据， 请同学们相互交流一下，为什么二氧 化碳和二氧化硅在性质上存在这么大 的差异？（参阅６３页科学视野）
硅 氧 四 面 体氧
氧 硅
氧 氧
二 氧 化 硅 晶 体 结 构 模 型
结合上面二氧化硅的结构图形，交流 回答下列问题：
第四章 非金属及其化合物
第一节无机非金属材料硅
这是我们的家园 我们要爱护我们的家园
我们生活在地球上，我们要生存------
有饭吃，有衣穿，有洁净的空气。
交流：我们居住的地球、要吃的饭， 要穿的衣服，要喝的水，要呼吸的 空气主要由哪一类元素组成的物质？
第四章 非金属及其化合物
这些风光图片很迷人，想去实地考察 一下吗？你能说说图片中描述的地方或者 说地球上主要由哪二种元素组成的吗？
根据你所了解的知识，结合二氧化硅 的结构，以及教材中的内容，你能说说二 氧化硅有哪些用途吗？
教材：玛瑙饰物、
石英坩埚、
信息高速公路-------石英光导纤维 其它：石英玻璃、
建筑材料、
水晶镜片、水晶饰物、
制玻璃等
瓶 ， 目这 前是 价清 值朝 三中 十期 万的
水 晶
思考与交流
根据二氧化硅的存在和应用，请你分析以下问 题： （1）二氧化硅具有哪些物理性质？ （2）二氧化硅的化学稳定性如何？
（3）用途
（3）用途
（4）性质
①物理性质
②化学性质