硅、无机非金属材料PPT课件1 鲁科版优质课件

【类比】 SiO2会具有 这些性质吗？
2、SiO2的化学性质（与CO2对比）
物质分类
CO2【温故】
SiO2【知新】
均属于酸性氧化物
与碱反应
与碱性氧化 物反应
与水反应
CO2 ＋2NaOH＝ CO2 ＋ CaO＝ CO2 ＋ H2O＝
SiO2 ＋2NaOH＝ SiO2 ＋ CaO == SiO2 ＋ H2O＝
【问题7】
读材料判断正误：
12..水砂晶石是 的“ 主水 要的 成精 分华是”二、氧是化由硅冰，逐水渐晶演的变主而要成成的分。是×硅。× 3.水晶和干冰的主要成分都是二氧化硅。 ×
交流研讨
• SiO2 与CO2一样，都属于酸性氧化物。
• 酸性氧化物具有哪些通性？ 以CO2为例进行说明。
与碱反应生成盐和水 与碱性氧化物反应生成盐 与水反应生成对应的酸
3.情感态度与价值观：
通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化 硅等无机非金属材料的学习，激发学生对高科技的浓厚兴趣。
一、硅与半导体材料 1、硅的物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属 光泽、硬而脆的固体。
物 理 性 熔点高，硬度大。 质
导电性介于导体和绝缘体之间 ——半导体
现代通讯和计算机技术发展迅猛，单就广泛 应用于计算机领域的半导体材料来说，请回答： 【问题1】 最早使用的半导体材料是什么？
自然界中的 存在形态
二氧化硅（SiO2） 化合态
硅酸盐
【问题5】 硅元素常以SiO2和硅酸盐的形式存在。 你知道自然界或生活中含SiO2和硅酸盐的物 质有哪些？
硅 矿 山
石英、玻璃与陶瓷；玛瑙、水晶和砂石。
硅26.3%居第二位
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、 沙子和土壤，约占地壳总量的90%以上。
2、SiO2的化学性质（与CO2对比）
物质分类
与碱反应
CO均2属【于温想酸故一想性】氧化物 SiO2【知新】
为什么不用玻璃塞 CO2 ＋2NaOH呢＝？（提示： SiO2 ＋2NaOH＝
N玻a2璃CO中3+含H有2OSi常O用2）的矿物胶（N水a2玻S璃iO）3+H2O
与碱性氧化 物反应
CO2 ＋ CaO＝CaCO3
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。
硅谷
地处美国加州北部旧金山湾以南，早期以硅芯片的 设计与制造著称，因而得名，后来硅谷成为世界各国高 科技聚集区的代名词 。
自80年代后，世界各国都建立起自己的硅谷，如美 国波士顿的“第二硅谷”、“日本硅谷”、“韩国硅谷” 等。中国也不例外，有北京中关村硅谷、上海浦东硅谷 和广东深圳硅谷， 浙江杭州也有一个“天堂硅谷”。
高温
Si+2Cl2==SiCl4
思考 硅的这些反应条 件有何特点？能 说明什么问题？
说明：
在常温下很稳定，不易与其他物质发生反应。 在加热或高温条件下，硅能与某些非金属单 质反应，如氧气 、氯气。
自然界中 有没有游 离态的硅 存在呢？
硅的存在形态
资料在线
地球形成之初温度很高，使得硅只能以化合态存在；由 于硅属于亲氧元素, 一旦和氧结合就很难被还原，所以 即便后来地球的温度下降了，硅也没能被还原成单质。
第四章 材料家族中的元素ຫໍສະໝຸດ Baidu第一节 硅 无机非金属材料
【学习目标】
1.知识技能：
掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。 了解硅、二氧化硅在信息技术材料科学领域中的应用。
2.方法与过程：
能归纳出相同类别物质的通性，并能运用通性简单预测其他 物质的性质，通过“结构—性质—用途”的学习模式，逐步掌握 学习元素化合物知识的一般方法。
高温 CaO＋SiO2 == CaSiO3
与水反应
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
不反应
与HF反应
（特性）
不反应
SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O
【问题2】 现代常用的半导体材料又是什么？
【问题3】 半导体材料的发展史说明了人们在 选择材料时注意什么？
材料的选择和广泛使用应该具备几个基本 条件：来源丰富、生产工艺比较简单、比较经 济以及相关的技术条件等。
【问题4】
除了做半导体材料外，单质硅还可以制造哪些 材料？
【阶段小结】2、单质硅的主要用途
二、二氧化硅与光导纤维
1、SiO2的存在和物理性质： 二氧化硅广泛存在于自然界中。 沙子、石英、水晶的主要成分就是二氧化硅。
SiO2的物理性质： (1)无色晶体；(2)不溶于水； (3)熔点高； (4)硬度大。
二氧化硅的结构.
Si O
SiO2
【材料】 明代著名医学家李时珍在《本草纲目》中记 述，水晶“辛寒无毒”，主治“惊悸心热”，能 “益毛 发、悦颜色。” 水晶是一种颇为人们喜爱的宝石，在古 代，称之为“水精”，即水的精华，此外还称之为“水 玉”、“白附”、“玉晶”、“千年冰”、“菩萨石”、 等。古希腊著名哲学家亚里斯多德也认为，水晶是由冰 逐渐演变而成。
（提示：通过教材“练习与活动” P114T2（1） （2）①，归纳粗硅提纯的“三部曲”。 请用三
个化学方程式“表半示导）体老总” 想录 用99.999999%的高纯
粗硅提纯三部曲：【教材P114T2】
粗硅：
高温
2C+ SiO2=== Si+2CO↑
纯硅：Si+2Cl2=高高==温温=SiCl4 SiCl4+2H2===Si+4HCl
硅的工业制法
工业上常以SiO2为原料来制取硅，试从氧化还 原反应的角度分析， SiO2应与具有__还__原___性 的物质反应才能得到单质硅？
高温
SiO2 +2C === Si + 2CO↑
氧化剂 还原剂
注意： 1、条件是高温。 2、碳被氧化为CO。 3、制得的硅为粗硅。
【问题6】 话说粗硅从电炉里诞生后，踌躇满志，心想， 我得为人类做点事情。于是，他想到半导体材料 需要他，便去应聘。不想，却被“半导体老总” 拒之门外。粗硅十分苦闷，怎么也想不通自己为 什么不被录用。同学们，你能帮粗硅分析一下原 因吗？你能帮他竞聘成功吗？
集
晶
成
体
电
管
路
硅
太
整
阳
流
能
器
电
池
变
压
器
含
铁 导磁性 硅 芯
硅
4%
铁
合
硫 酸
耐酸性
含 硅
金
15%
工
厂
的
耐
酸
设
备
交流研讨
非金属单质的化学通性
与其他非金属单质反应 与金属单质反应
思考 硅具备这些性质吗?
你能写出Si与O2反应的 方程式吗？
【阶段小结】3、硅单质的化学性质
Si+O2 =△= SiO2