《金属材料》优质课件3

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
第一课时
常平中学梁君兰
硅谷 silicon valley
美国的硅谷——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（思科、英特尔、惠普、朗讯、 苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以 该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美 国高新技术的摇篮，
人教版化学必修一第四章第一节无机 非金属 材料的 主角硅
SiO2的用途
石英玻璃做的光学 镜片和器皿
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石英光导纤维
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▪ 石英和光导纤维是无色透明的—— 纯净的SiO2是无色的。
▪ 砂石的化学性质稳定——SiO2的化 学性质稳定。
▪ SiO2的这些性质都是由其空间网状 结构决定的。
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SiO2的化学性质 1、SiO2的化学性质很不活泼，酸中
现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集 区的代名词。也是高新科技的象征。
硅元素(silicon)在地壳中的含量
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。
豪门二杰---碳、硅
碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主 要元素。
硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与 许多矿物的基本元素。
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硅藻土
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天然水晶
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天然葡萄玛瑙
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SiO2的结构
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【科学视野P74】 二氧化硅晶体是立
体网状结构。在二氧化 硅晶体里，每个Si周围 结合四个O，同时每个O 与两个Si相结合，在 SiO2晶体中Si、O原子个 数比为1∶2，因此用 “SiO2”这个式子表示 二氧化硅。二氧化硅晶 体中不存在单独的二氧 化硅分子。
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物质
SiO2与CO2化学性质的比较
CO2
SiO2
来自百度文库与水反应
CO2+H2O =H2CO3
不反应
与酸反应
不反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
与强碱 NaOH反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O
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实验室盛装 NaOH溶液的试剂瓶用 橡皮塞而不用玻璃塞， 你知道为什么吗？
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反 应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶 口粘在一起
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在周期表中找出硅、碳的位置，并 画出他们的原子结构示意图。
C +6 2 4 Si +14 2 8 4
碳、硅原子最外层电子数是4
元素的化学性质主要决定于其最外层电子 数。硅的结构与碳相似，硅的许多化学性质 与碳相似。
资料卡片: 人教版化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角硅
在25℃和101kPa的条件下,由单质生成1molCO2 时放热393.5kJ;而在同样条件下,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,而且更稳定。
只有氢氟酸（HF）能与之反应。 ▪ SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ▪ 玻璃中含有SiO2，可以用HF刻蚀
玻璃。
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2、化S物iO和2是碱酸反性应氧。化物，可与碱性氧 SiO2+CaO=高=温=CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与碱性氧 化物反应
CO2+CaO＝CaCO3
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水晶工艺品
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水晶工艺品
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玛瑙工艺品
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二氧化硅(silicon dioxide)
讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始 的树状分类图。
硅石
结晶形（石英） 无定形（硅藻土） 水晶 玛瑙
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？
思考：阅读资料卡片，比较碳、硅亲合氧
？ 的能力及硅在自然存在形式？
①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上， 硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。
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二氧化硅(silicon dioxide)
玛瑙工艺品
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思考： ▪ 根据SiO2的存在和应用，试推断其
有哪些物理性质？化学稳定性如何？ 它的这些性质是由什么决定的？
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▪ 砂石硬度大熔点高、石英可做坩 埚——SiO2的硬度大熔点高。