第一课时 硅 和二氧化硅
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高温 CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑ 高温 Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑
高温
5. 二氧化硅的用途
光学仪器 石英手表
耐磨器皿 光导纤维 制晶体硅
石英坩埚 精密仪器轴承
SiO2
牢记2种物质的用途： ①晶体硅：半导体材料、制芯片、 太阳能电池。
②二氧化硅：制光导纤维。
晶体硅、无定形硅 晶体结构 空间构型：正四面体 色：金属光泽 物理 态：灰黑色固体 性质 熔点：高 ； 硬度：大 、质脆
常温下不活泼，与HCl、H２SO４、
Si
化学 性质
HNO３都不反应
常温下只能与F2、HF、NaOH溶液反应 加热或高温下可发生一些列反应
Si＋O2=== SiO2 Si＋2Cl2===SiCl4 高温 Si + 2 H2 === SiH4
主要成份：
SiO2
主要成份：
SiO2
一、硅单质
1、存在： 在自然界中，没有游离态的硅，只
有化合态的硅。常见的化合态的硅有 二氧化硅和硅酸盐等，它们广泛存在
于各种矿物和岩石中。
单质硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。
观察硅单质的实物图片，总结硅 的物理性质
2、物理性质：
颜色 状态 光泽 熔沸 硬度 晶体 导电性 结构 点
知识点二： 二氧化硅与光导纤维
1.二氧化硅的存在 •二氧化硅广泛存在与自然界中，天
然的二氧化硅叫 硅 石 ，沙子、石 英的主要成分是 二氧化硅 ，透明的
石英晶体叫 水 晶 ，含有杂质的石 英晶体有
玛瑙 、烟水晶、 紫水晶
。
水晶
无色透明
杂 质
结晶形 的SiO2
石英 玛瑙、烟水晶、
紫水晶
沙子
无定形的SiO2： 硅藻土
SiCl4+2H2==Si+4HCl
（高纯硅） 高温
硅
4.硅的用途
(1)单质硅: 制造晶体管、集成电路、硅整流器和 太阳能电池等。
(2)碳硅合金: ①含硅4%的钢可制造变压器铁芯。 ②含硅15%左右的钢具有耐酸性,制 耐酸设备。
硅光电池
晶体管 大规模集成电路
太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
小 结
和金 介于导体 硬而 灰黑 金属 固体 很高 脆 刚石 和绝缘体 色 光泽 之间 类似
半导体材料——导电能力介于导体和绝 缘体之间的一类材料。
3、化学性质：
Si 硅原子最外层有4个电子，既不易得 电子，也不易失电子决定了硅的化学 性质不活泼。硅作为非金属，与其他 非金属在化学性质上有相似之处，但 同时又有其特性。
二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较
二氧化碳
状 态
二氧化硅 固 态 熔沸点高、硬度大 不反应
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋ H 2O
气 态 熔沸点低 CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
物理性质 与水 化 与碱 学 性 与碱 质 性氧 化物
CO2+Na2O=Na2CO3
作 业
导学案--固学案
（1）稳定性
在常温下，硅的化学性质可归纳为“亲 氟亲碱”即常温下可以和F2、HF、NaOH 溶液反应，但与O2、Cl2、H2SO4、HNO3 都不反应，所以常温下硅单质的化学性质 不活泼。 常温下
Si+2F2 == SiF4
Si+4HF == SiF4↑ + 2 H2↑ Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+ 2H2↑
石英
水晶
烟水晶
紫水晶
玛 瑙
2、二氧化硅的晶体空间结构
在 SiO2 的晶体中，每个硅原子 与 ___ 4 个氧原子结合，每个氧原子 与 _____ 2 个硅原子结合，即 SiO2 晶 体是由Si和O按_____ 1:2 的比例所组成 的 立体空间网状 结构的晶体。化学 SiO2 ，晶体中 _______( 不存在 填 " 存 式为 ______ 在 ” 或 " 不 存 在 ")SiO2 分 子 。 1mol SiO2 晶 体 中 含 有 4 ____molSi —O键。
晶体管
你知道吗？
Si元素在地壳中的含量排 在第几位？
硅元素在地壳中的含量
含 量 依 其他1.20% 氢0.76% 镁2.00% 钾2.47% 钠2.74% 钙3.45% 铁4.75% 铝7.73% 硅26.30% 氧 48.60%
次
增 多
含量仅 次于氧
知识窗
硅在地壳上的含量仅次于 氧，排在第二。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 的90％以上。
（2）加热或高温时与O2、Cl2、H2反应
研细的 硅能在 氧气中 燃烧
Si + O2 === SiO2
Si + 2Cl2 === SiCl4
高温
Si + 2 H2 === SiH4
(SiH4很不稳定，在空气中能自燃）
（3）硅的制备
制粗硅：
SiO2 +2C == Si + 2CO↑ 提 纯：
高温
Si+2Cl2==SiCl4
②与碱性氧化物反应 与CaO反应的化学方程式为： 高温 ______________________ CaO＋SiO2=====CaSiO3 。
（2） SiO2的特性 ①常温下与HF反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (应用：刻蚀玻璃) ②高温时， SiO2可被炭置换出硅
SiO2+2C ==== Si+2CO↑ ③高温下与CaCO3、Na2CO3反应：
CO2+CaO=CaCO3
——
SiO2＋CaO==CaSiO3
SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O 装饰、石英坩埚、光纤等
高温
与酸
用 途
人工降雨，灭火等
思考、讨论：Ｃ、Ｓi原子结构相似，
形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很 大的差别，为什么呢？
CO2的存在是以分子形式存在的
SiO2的存在是以原子形式存在的
第四章
材料家族中的元素
材料的分类:
(1)按化学组成和特性分类：
无机 非金属材料 材 料 金属材料 复合材料 高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
水泥、玻璃、陶瓷
高温结构陶瓷、光导纤维
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料 Fe、Cu、Al、合金等
第一节 无机非金属材料的主角 知识点一 硅
芯 片
硅太阳能电池
3.SiO2的物理性质
状态 颜色 熔点 高 ___ 硬度 溶解度 不 溶于水 ___
固 态 ___ 无色 ___
大 ___
注意：二氧化硅是原子Biblioteka Baidu体！
4. SiO2的化学性质
(1)酸性氧化物的通性 ①与强碱反应 与NaOH溶液反应的化学方程式为： ______________________________ SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 。
高温
5. 二氧化硅的用途
光学仪器 石英手表
耐磨器皿 光导纤维 制晶体硅
石英坩埚 精密仪器轴承
SiO2
牢记2种物质的用途： ①晶体硅：半导体材料、制芯片、 太阳能电池。
②二氧化硅：制光导纤维。
晶体硅、无定形硅 晶体结构 空间构型：正四面体 色：金属光泽 物理 态：灰黑色固体 性质 熔点：高 ； 硬度：大 、质脆
常温下不活泼，与HCl、H２SO４、
Si
化学 性质
HNO３都不反应
常温下只能与F2、HF、NaOH溶液反应 加热或高温下可发生一些列反应
Si＋O2=== SiO2 Si＋2Cl2===SiCl4 高温 Si + 2 H2 === SiH4
主要成份：
SiO2
主要成份：
SiO2
一、硅单质
1、存在： 在自然界中，没有游离态的硅，只
有化合态的硅。常见的化合态的硅有 二氧化硅和硅酸盐等，它们广泛存在
于各种矿物和岩石中。
单质硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。
观察硅单质的实物图片，总结硅 的物理性质
2、物理性质：
颜色 状态 光泽 熔沸 硬度 晶体 导电性 结构 点
知识点二： 二氧化硅与光导纤维
1.二氧化硅的存在 •二氧化硅广泛存在与自然界中，天
然的二氧化硅叫 硅 石 ，沙子、石 英的主要成分是 二氧化硅 ，透明的
石英晶体叫 水 晶 ，含有杂质的石 英晶体有
玛瑙 、烟水晶、 紫水晶
。
水晶
无色透明
杂 质
结晶形 的SiO2
石英 玛瑙、烟水晶、
紫水晶
沙子
无定形的SiO2： 硅藻土
SiCl4+2H2==Si+4HCl
（高纯硅） 高温
硅
4.硅的用途
(1)单质硅: 制造晶体管、集成电路、硅整流器和 太阳能电池等。
(2)碳硅合金: ①含硅4%的钢可制造变压器铁芯。 ②含硅15%左右的钢具有耐酸性,制 耐酸设备。
硅光电池
晶体管 大规模集成电路
太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
小 结
和金 介于导体 硬而 灰黑 金属 固体 很高 脆 刚石 和绝缘体 色 光泽 之间 类似
半导体材料——导电能力介于导体和绝 缘体之间的一类材料。
3、化学性质：
Si 硅原子最外层有4个电子，既不易得 电子，也不易失电子决定了硅的化学 性质不活泼。硅作为非金属，与其他 非金属在化学性质上有相似之处，但 同时又有其特性。
二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较
二氧化碳
状 态
二氧化硅 固 态 熔沸点高、硬度大 不反应
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋ H 2O
气 态 熔沸点低 CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
物理性质 与水 化 与碱 学 性 与碱 质 性氧 化物
CO2+Na2O=Na2CO3
作 业
导学案--固学案
（1）稳定性
在常温下，硅的化学性质可归纳为“亲 氟亲碱”即常温下可以和F2、HF、NaOH 溶液反应，但与O2、Cl2、H2SO4、HNO3 都不反应，所以常温下硅单质的化学性质 不活泼。 常温下
Si+2F2 == SiF4
Si+4HF == SiF4↑ + 2 H2↑ Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+ 2H2↑
石英
水晶
烟水晶
紫水晶
玛 瑙
2、二氧化硅的晶体空间结构
在 SiO2 的晶体中，每个硅原子 与 ___ 4 个氧原子结合，每个氧原子 与 _____ 2 个硅原子结合，即 SiO2 晶 体是由Si和O按_____ 1:2 的比例所组成 的 立体空间网状 结构的晶体。化学 SiO2 ，晶体中 _______( 不存在 填 " 存 式为 ______ 在 ” 或 " 不 存 在 ")SiO2 分 子 。 1mol SiO2 晶 体 中 含 有 4 ____molSi —O键。
晶体管
你知道吗？
Si元素在地壳中的含量排 在第几位？
硅元素在地壳中的含量
含 量 依 其他1.20% 氢0.76% 镁2.00% 钾2.47% 钠2.74% 钙3.45% 铁4.75% 铝7.73% 硅26.30% 氧 48.60%
次
增 多
含量仅 次于氧
知识窗
硅在地壳上的含量仅次于 氧，排在第二。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 的90％以上。
（2）加热或高温时与O2、Cl2、H2反应
研细的 硅能在 氧气中 燃烧
Si + O2 === SiO2
Si + 2Cl2 === SiCl4
高温
Si + 2 H2 === SiH4
(SiH4很不稳定，在空气中能自燃）
（3）硅的制备
制粗硅：
SiO2 +2C == Si + 2CO↑ 提 纯：
高温
Si+2Cl2==SiCl4
②与碱性氧化物反应 与CaO反应的化学方程式为： 高温 ______________________ CaO＋SiO2=====CaSiO3 。
（2） SiO2的特性 ①常温下与HF反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (应用：刻蚀玻璃) ②高温时， SiO2可被炭置换出硅
SiO2+2C ==== Si+2CO↑ ③高温下与CaCO3、Na2CO3反应：
CO2+CaO=CaCO3
——
SiO2＋CaO==CaSiO3
SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O 装饰、石英坩埚、光纤等
高温
与酸
用 途
人工降雨，灭火等
思考、讨论：Ｃ、Ｓi原子结构相似，
形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很 大的差别，为什么呢？
CO2的存在是以分子形式存在的
SiO2的存在是以原子形式存在的
第四章
材料家族中的元素
材料的分类:
(1)按化学组成和特性分类：
无机 非金属材料 材 料 金属材料 复合材料 高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
水泥、玻璃、陶瓷
高温结构陶瓷、光导纤维
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料 Fe、Cu、Al、合金等
第一节 无机非金属材料的主角 知识点一 硅
芯 片
硅太阳能电池
3.SiO2的物理性质
状态 颜色 熔点 高 ___ 硬度 溶解度 不 溶于水 ___
固 态 ___ 无色 ___
大 ___
注意：二氧化硅是原子Biblioteka Baidu体！
4. SiO2的化学性质
(1)酸性氧化物的通性 ①与强碱反应 与NaOH溶液反应的化学方程式为： ______________________________ SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 。