第4章 第1节 第1课时 单质硅与二氧化硅
第1节硅无机非金属材料
第1课时单质硅与二氧化硅
1.掌握Si、SiO2的性质。重点
2.认识Si和SiO2在生产中的应用。
1．硅的分布与存在
(1)分布：硅在自然界中分布广泛，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。
(2)存在：自然界中没有游离态的硅，全部以化合态的形式存在。
2．半导体材料
(1)特点：特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
(2)常见的半导体材料：最早使用的是锗(Ge)，现在最广泛使用的是硅。
3．硅单质
(1)物理性质
①单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
③导电性介于导体和绝缘体之间。
(2)化学性质(填写相应的化学方程式，下同)
(3)制取与提纯
粗硅：2C ＋SiO 2=====高温
Si ＋2CO↑ Si ＋2Cl 2=====△
SiCl 4
SiCl 4＋2H 2=====高温
Si(纯)＋4HCl
(4)用途：半导体材料，太阳能电池，硅合金。
[探究·升华]
[认知升华]
硅的特性
(1)Si 的还原性大于C ，但C 却能在高温下还原出Si ： SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO↑。
(2)非金属单质跟碱液的作用一般无H 2放出，但Si 与碱液(如NaOH 溶液)反应放出H 2：
Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si 却能与HF 作用：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。
(4)非金属单质一般不导电，但Si 为半导体，有一定的导电能力。
[题组·冲关]
1．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( ) A ．氧化物都能与碱溶液反应
B ．单质在加热时都能与氧气反应
C ．碳和硅两种元素都有能导电的单质
D ．常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼
【解析】 碳的氧化物有CO 和CO 2，CO 不能与碱溶液反应。 【答案】 A
2．在高温下，碳与硅可形成SiC 。对于化学反应SiO 2＋3C=====高温
SiC ＋2CO↑，有关叙述正确的是( )
【导学号：81962031】
A ．反应中SiO 2是氧化剂，C 是还原剂
B ．硅元素被还原了，碳元素被氧化了
C ．在反应中C 既是氧化剂又是还原剂
D ．在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
【解析】 由SiO 2＋3C 0
=====高温SiC －4＋2C ＋2
O↑可知，反应中C 元素化合价既
升高又降低，则单质碳既是氧化剂又是还原剂；据C 0
～SiC －4
、2C 0
～2C ＋2
O 可知，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。
【答案】 C
3．工业上用焦炭与SiO 2反应可制得粗硅，反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
要用粗硅制备纯硅原理为：在高温下让粗硅与Cl 2反应，其产物在高温下被氢气还原，请写出上述过程中有关反应的化学方程式____________________， _____________________________________________________________。
【答案】 2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ Si ＋2Cl 2=====高温
SiCl 4 SiCl 4＋2H 2=====高温
Si ＋4HCl
硅。自然界中常见的化合态硅有二氧化硅和硅酸盐等，由此可见，二氧化硅和硅酸盐在自然界里有相当强的化学稳定性。
二氧化硅与光导纤维
1．存在：广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分是SiO2。透明的石英晶体俗称水晶。
2．构成：SiO2晶体是由硅原子和氧原子构成的氧化物。
3．性质
(1)物理性质：不溶于水的固体，硬度大，熔沸点高。
(2)化学性质
4．光导纤维
(1)主要成分：SiO2。
(2)用途：用于光纤通信、能量传输、信息处理等方面。
[探究·升华]
[思考探究]
实验室如何保存氢氟酸？
【提示】因氢氟酸腐蚀玻璃，保存氢氟酸时不用玻璃瓶盛装，一般用塑料
瓶。
[探究·升华]
[认知升华]
CO2与SiO2的比较
CO2与SiO2物理性质相差较大，是因为它们结构不同，化学性质相似主要是由于它们都是酸性氧化物，都可与碱、碱性氧化物反应；CO2和SiO2中C和Si 均处于最高正价，具有弱氧化性，在高温下均可与C反应。SiO2还有自己的特性，如与HF反应。
二氧化碳二氧化硅存在空气中岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土结构微粒分子原子
物理性质熔、沸点低，常温时是气
体，能溶于水
坚硬难熔的固体，不溶于水
化学性质
与碳CO
2
＋C=====
高温
2CO
SiO2＋2C=====
高温
Si＋2CO↑
SiO2＋3C=====
高温
SiC＋2CO↑
与水CO
2
＋H2O H2CO3不反应
与酸不反应SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O
与NaOH
溶液
CO2＋2NaOH===
Na2CO3＋H2O
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
与CaO CO2＋CaO===CaCO3SiO
2
＋CaO=====
高温
CaSiO3
用途饮料、制碱
光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟
表、电子部件
1．下列说法中，正确的是( )
A．SiO2和CO2常温都是气体分子
B ．CO 2、SiO 2均能和氢氟酸反应
C ．CO 2和SiO 2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D ．CO 2、SiO 2分别是H 2CO 3、H 2SiO 3的酸酐，因而均可由CO 2、SiO 2与水反应制得相应酸
【解析】 A 项SiO 2常温为固体；B 项CO 2不与氢氟酸反应；D 项SiO 2常温不溶于水。
【答案】 C
2．下列叙述正确的是( ) ①高温下用焦炭还原SiO 2制取粗硅 ②SiO 2与酸、碱均不反应
③二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器 ④SiO 2是酸性氧化物，能与NaOH 溶液反应 ⑤CO 2与SiO 2化学式相似，物理性质也相同 A ．①②③ B ．②③ C ．①④
D ．①②③④⑤
【解析】 ②项，SiO 2与HF 、碱液均反应；③项，用石英制造的耐酸容器不能用于盛放氢氟酸；⑤项，CO 2、SiO 2的结构不同，物理性质不同。
【答案】 C
3．下列反应中SiO 2表现的是什么性质或作用？在①～④中选出正确的答案填空。
①酸性氧化物；②弱氧化性；③与挥发性酸性氧化物的盐反应得挥发性酸性氧化物；④作为玻璃的成分与氢氟酸反应雕刻玻璃
(1)SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O______________________________； (2)SiO 2＋Na 2CO 3=====高温
Na 2SiO 3＋CO 2↑___________________________； (3)SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O______________________________；
(4)SiO 2＋2C=====高温
Si(粗硅)＋2CO↑_______________________________。 【解析】 SiO 2和HF 反应是其特性；SiO 2和Na 2CO 3的反应是利用了其高沸点(难挥发)的性质；SiO 2和NaOH 的反应体现了其酸性氧化物的性质；在SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO↑中，SiO 2为氧化剂，C 为还原剂。
【答案】 (1)④ (2)③ (3)① (4)②
2019-2020年高中化学4.1.1单质硅与半导体材料二氧化硅与光导纤维课时作业鲁科版必修
2019-2020年高中化学4.1.1单质硅与半导体材料二氧化硅与光导纤 维课时作业鲁科版必修 A组——知能训练 1．常温下能与硅发生反应的气体是( ) A．O2B．H2 C．F2D．Cl2 解析：常温下与Si反应的物质有F2、氢氟酸和强碱溶液。 答案： C 2．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是( ) A．自然界中硅元素的含量最丰富 B．自然界中存在大量单质硅 C．高纯度的硅被用于制做计算机芯片 D．光导纤维的主要成分是Si 解析：自然界中含量最丰富的元素是氧元素，A项错误；硅的性质虽然不活泼，但自然界不存在游离态硅，只有化合态硅，B项错误；硅是良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片等，C项正确；光导纤维的主要成分是SiO2，不是Si，D项错误。 答案： C 3．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( ) A．在常温下，不与任何酸反应 B．在常温下，可与强碱溶液反应 C．在加热条件下，能与氧气反应 D．单质硅的还原性比碳的还原性强 解析：A项，在常温下，Si能与氢氟酸反应，不正确，Si在常温下能与强碱溶液反应，加热条件下也能与Cl2、O2等反应。B、C正确，碳和硅最外层电子数相同，化学性质相似，但硅比碳易失电子，还原性比碳强，D正确。 答案： A 4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( ) A．CO2是气体，SiO2是固体 B．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 C．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 D．CO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀 解析：酸性强弱与这种酸的酸酐的状态、物理性质和化学性质均无关，A、B、C都不
单质硅和二氧化硅
单质硅和二氧化硅 【学习目标】 了解硅、二氧化硅的物理性质，掌握其化学性质。 【课前预习案】 一、单质硅与半导体材料 1.无机非金属材料包括、、等。传统无机非金属材料是以为主要成分，主要包括、、。 2.半导体材料特指导电能力介于和之间的一类材料。最早使用的半导体材料是，该材料的化学性质在常温下稳定；现在广泛使用的半导体材料是 3.单质硅： （1）存在和含量：在地壳中，含量居第二位（O、Si、Al、Fe),只有化合态，是构成矿物和岩石的主要成分。有和两种同素异形体。 （2）物理性质：晶体硅是色、有、的固体。单质硅的导电性介于和之间。 （3）化学性质： 常温下，化学性质不活泼，不易与H2、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等物质反应，但能与F2、HF、NaOH反应，方程式为：Si+2F2=SiF4; 4HF+Si= SiF4↑+2H2↑; Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 加热时，能与O2、Cl2、H2、C等非金属反应 Si+O2=== （4）硅的制取：工业制粗硅：化学方程式： 在该反应中，氧化剂是，还原剂。 粗硅的提纯：在高温下让粗硅（Si）与氯气（Cl2）反应，其产物在高温下被氢气（H2）还原而得到较纯的硅，反应方程式为、 （5）硅的用途 硅的用途非常广泛，不但可用于制造、，还用于制造和等，此外，的用途也很广。 二、二氧化硅与光导材料 1.存在：广泛存在于自然界中，、的主要成分就是二氧化硅。 2.物理性质：二氧化硅是由和构成的，硬度，熔、沸 点，难溶于水的固体。 3.化学性质：（1）酸性氧化物： 不溶于水，也不与水反应，可以与NaOH、CaO反应，方程式分别 为：、 （2）常温可与氢氟酸反应（特性） 方程式为，此反应工业上常用来 4.二氧化硅的用途广泛，常被用来制造石英表中的材料和高性能的现代通讯材料。 【探究案】 1、实验室试剂的正确保存非常重要。实验室可用广口瓶贮存固体试剂，细口瓶存放液体试剂，但是有些试剂必须贮存在具橡胶塞的玻璃试剂瓶中。以下物质必须贮存在具有橡
硅及其二氧化硅
硅及二氧化硅教学设计 硅及其二氧化硅在自然界及地壳中存在广泛，是人类生产生活中重要的物质组成材料，从传统的瓷器到现代的芯片，从珍贵的水晶到普通的玻璃水泥，都含有硅元素。人教版必修一的章节中，重点介绍了单质硅、二氧化硅及常见的硅酸盐等物质。根据新课程标准，特设计以下教学设计。 一、学情分析 学生在学习金属元素的基础上（钠、铝、铁），开始接触并学习非金属元素。对于硅这种元素，学生相对比较陌生。为了让学生从宏观到微观，再从微观到宏观全面系统的认识桂硅元素及其化合物，笔者采用实例教学法。 二、教学与评价目标 1.教学目标 【知识与技能】掌握硅晶体及二氧化硅的结构、用途及理化性质 【过程与方法】 通过学生对硅及二氧化硅结构的认识，能够对物质从宏观上进行辨识和微观上进行探析。 【情感态度与价值观】根据硅及其二氧化硅的性质，能从硅及其二氧化硅的组成和结构来解释一定的宏观现象及反应类型。 2. 评价目标 （1）通过对硅及其二氧化硅性质的描述，诊断并发展学生从微观和宏观两个方面对硅及其二氧化硅性质的认识。 （2）通过对硅及其二氧化硅结构用途的描述，诊断并发展学生认识硅及其二氧化硅对人类生活的重要性。 三、教学与评价思路 四、教学流程 Ⅰ宏观现象 准备手机芯片、电脑芯片、水晶、玻璃、沙子、光缆，让学生认识这些物质并探究组成。 Ⅱ微观本质 化学思维 总结上述物质的组成元素，引出硅单质及二氧化硅，并让学生阅读课本，思考硅及其二氧化硅的结构、性质及用途 Ⅲ问题解决 化学科学价值观 1.硅及二氧化硅的结构。 2.硅及二氧化硅的性质。 3.硅及二氧化硅的用途。
【学习任务1】通过沙子、芯片、玻璃、水晶、光缆等物质，总结构成这些物质的元素； 【评价任务1】诊断并发展学生化学知识的探究水平（定性水平）； 学习任务1教学流程图 【学习任务2】学习并探究二氧化硅的结构 【评价任务2】诊断并发展学生对二氧化硅结构的认识，诊断并发展学生对分子式与化学式概念的理解。 学习任务2教学流程图 【学习任务3】硅及其二氧化硅的理化性质 【评价任务3】诊断并发展学生对硅及其二氧化硅性质的掌握 真实情景素材 引发探究 宏观辨识与微观探析 提问：这些物质的组成元素有哪些？ 展示实物 提问：硅及其二氧化硅的用途？ 学生及教师总结：硅及其二氧化硅的分 布及用途 二氧化硅的结构模型 水的结构模型、二氧化碳的结构模型 总结上述物质结构模型的异同，并思考化学式与分子式的区别 总结化学式与分子式的区别，并熟练掌握二氧化硅的结构 发现问题 找出核心 解决问题 宏观辨识 微观探析
2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用
2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用 2017高中化学知识点：硅及其化合物的性质与应用 一、硅及其化合物的性质 1.碳族元素的主要化合价是“+2”、“+4”价，而硅通常表现为“+4”价。 2.非金属单质一般为非导体，但硅却为半导体。 3.在通常情况下，硅的化学性质不活泼，但在自然界里却没有单质硅存在。 4.非金属氧化物一般为分子晶体，而SiO2却为原子晶体。 5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅却能够与氢氟酸反应，且有氢气生成。 Si+4HF===SiF4↑+2H2↑ 6.非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，但硅与强碱溶液反应却生成氢气。 Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑ 7.硅的还原性比碳强，但碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。这是因为在高温时，非水体系的反应有利于有气体生成的方向进行。2C+SiO2Si+2CO↑。 8.SiO2不溶于水，但其是硅酸的酸酐，因此硅酸不能用SiO2直接与水反应制得，只能采用可溶性硅酸盐与酸作用生成，如Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。 9.CO2属于分子晶体，通常状况下是气体，但SiO2却是立体网状结构
的原子晶体，因此二者的物理性质相差很大。 10.酸性氧化物一般不与酸反应，但二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O，雕花玻璃就是利于该反应原理在玻璃上进行蚀刻制得的。 11.无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。 12.在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，因此二氧化碳能与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。 CO2+Na2SiO3+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓，但在高温下碳酸钠与二氧化硅却能反应生成硅酸钠和二氧化碳， SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，其原因是在高温条件下生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。 13.硅酸钠的水溶液俗称泡花碱或水玻璃，但它与玻璃的成分不同，其本身是盐溶液，不是碱溶液。 二、硅及其化合物的应用 【例题1】硅是带来人类文明的重要元素之一，它伴随着人类历史发展的脚步，在从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。下列有关硅及其化合物的说法中正确的是 A．自然界中存在硅晶体，它是电子工业中重要的半导体材料 B．砖瓦、水泥、、有机玻璃都是硅酸盐产品 C．制造普通玻璃的主要原料是黏土和石灰石 D．二氧化硅可制成光导纤维，也可制成光学镜片
高中化学《硅及其化合物》
高中化学《硅及其化合物》 班级：姓名：小组： . 1、NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（） A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶 2、下列试剂中，不会因为空气中的氧气而变质的是（） A．亚硫酸钠 B．漂白粉 C．硫酸亚铁 D．氢硫酸 3、下列物质与用途对应合理的是（） ①Cl2一制漂白粉②Na2O2一制供氧剂③石灰石一制玻璃和水泥 ④H2O2一消毒剂⑤Si一半导体材料 A．只有②④⑤B．只有①②④C．只有①②④⑤D．全部 4、下列关于碳和硅的叙述不正确的是（） A.金刚石和晶体硅都是由原子构成的物质 B.地壳中硅元素比碳元素含量多 C.自然界里含碳元素化合物并非都是有机物 D.碳和硅的氧化物都以分子形式存在 5、下列关于硅的化学性质的叙述，正确的是（） A.常温时不和任何酸反应 B.常温时可和强碱溶液反应 C.单质硅比碳的还原性强 D.单质硅比碳的氧化性强 6、下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是（） A．硅单质作耐火材料 B．晶体硅作半导体材料 C．二氧化硅作光导纤维材料 D．高纯硅作计算机芯片材料 7、下列说法正确的是（） A．SiO2是酸性氧化物，它可以与强碱反应，不能与任何酸反应 B．根据高温条件下 SiO2＋Na2CO3 == Na2SiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸的酸性比碳酸的强C．CO2气体通入到Na2SiO3溶液中可以制得硅酸 D．SiO2可以与水反应生成相对应的酸—硅酸8、二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用 途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是（） ①SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O ②SiO2+2C == Si+2CO↑③SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O ④Na2CO3+SiO2 ==Na2SiO3+CO2↑⑤SiO2+3C == SiC+2CO↑ a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b.反应②中SiO2表现出氧化性 c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理
二氧化硅和硅
二氧化硅和硅 主备：王胜菊 学习目标： 了解二氧化硅和硅的主要性质 认识二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用 1．二氧化硅的性质 （1）物理性质： （2）化学性质： ①具有弱氧化性： ②具有酸性氧化物的通性：SiO2是一种，是H2SiO3的酸酐。 CaO＋SiO2CaSiO3（炼铁中除炉渣） SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O（盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，常用橡皮塞）③与某些盐的反应： Na2CO3＋SiO2 CaCO3＋SiO2 ④特性：SiO2＋4HF SiF4↑＋2H2O（腐蚀玻璃）。 （3）SiO2和CO2的性质比较 （4）二氧化硅的用途 ①SiO2是制造光导纤维的主要原料。 ②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 ③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。 ④石英砂常用作制玻璃和建筑材料。 4、硅的工业制法及性质 （1）工业制法：工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。 操作流程：二氧化硅→粗硅→四氯化硅→精硅 （2）物理性质：
（3）化学性质：很稳定 ①常温下不与等反应。 ②加热或高温时有强还原性： ③常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应： 。 达标检测： 一．选择题（每小题有一个正确答案） 1．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（） A.①②⑥ B.全部 C.①③④⑤ D.②③⑥ 2．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是（） A．HF溶液B．KOH溶液 C．盐酸D．水玻璃 3．熔化烧碱应选用的坩埚是（） A．铁坩埚B．玻璃坩埚 C．石英坩埚D．陶瓷坩埚 4．下列物质属于纯净物的是（） A. 玻璃 B.水玻璃 C. 二氧化硅 D. 大理石
化学必修一第四章硅和二氧化硅的教案
化学必修一第四章硅和二氧化硅的教案
第4章非金属元素及其化合物 第一节硅和二氧化硅(第一课时) 张玉芳 知识与技能： 1．了解硅在自然界的存在、含量； 2．了解单质硅的主要性质、工业制法、主要用途； 3.掌握二氧化硅的性质； 4.初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力； 5.初步培养学生对新旧知识进行比较、归纳、推断的逻辑思维能力。 过程与方法： 1．自主学习； 2．活动探究：通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅新旧知识的比较、设疑引导，变 教为诱、变教为导的思路教学法。 情感、态度与价值观：
1．使学生掌握学习元素化合物知识的一般顺序和正确方法； 顺序： 2．通过学习单质硅、二氧化硅的广泛用途后，使学生认识化学学科的魅力，激发 学生的学习知识的内需和兴趣。 教学重点：硅、二氧化硅的化学性质 教学难点：二氧化硅的结构 教学过程： [引入新课](实物展示)水晶、玛瑙、陶瓷、玻璃、硅芯片、光缆 [讲解]这些物质的主角是硅元素，它们都是硅元素的单质和化合物。 [板书]第1节硅和二氧化硅 硅 1.物理性质
[推进新课]请学生阅读教材，描述硅的物理性质。 [学生]灰黑色、有金属光泽，熔点和沸点都很高，硬度很大的固体。 [讲解]很好，那我们现在来看看硅元素在元素周期表中的位置。 [学生] 在元素周期表中寻找硅元素的位置。[讲解]我们发现硅元素的左面是金属元素，右面是非金属元素。金属都有很好的导电性，而非金属一般都是绝缘体，单质硅导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料。[板书]2.化学性质 [引导]让学生在元素周期表中寻找碳、硅两元素的位置，然后请学生板演它们的原子结构示意图，比较它们结构的异同。 [学生]最外层电子数相同，半径不同。 [讲解]两者最外层都是4个电子，在反应时不易得失电子，故常温下C、Si的化学
高中化学--硅和二氧化硅练习题
高中化学--硅和二氧化硅练习题 1．下列关于硅的说法不正确的是( ) A．硅在地壳中的含量仅次于氧 B．硅在自然界中既有化合态，又有游离态 C．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 D．硅单质的导电能力介于导体和绝缘体之间 答案 B 解析自然界中没有游离态的硅，B项错误。 2．下列关于硅单质用途的说法不正确的是( ) A．硅可用于制太阳能电池 B．硅的晶体结构类似于金刚石，熔点高，硬度大 C．硅属于金属 D．硅是良好的半导体材料 答案 C 解析硅属于非金属，C不正确。 3．下列物质的主要成分不是二氧化硅的是( ) A．石英B．水晶 C．计算机芯片D．沙子 答案 C 解析石英、水晶、沙子的主要成分是SiO 2 ，计算机芯片的主要成分是Si。4．下列说法中，正确的是( ) A．SiO 2和CO 2 均由分子直接组成 B．CO 2、SiO 2 均能和氢氟酸反应 C．CO 2和SiO 2 都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应 D．CO 2、SiO 2 分别是H 2 CO 3 、H 2 SiO 3 的酸酐，因而均可由CO 2 、SiO 2 与水反应制得相应的酸 答案 C 解析A项，SiO 2由Si、O原子组成；B项，CO 2 不能与氢氟酸反应；D项SiO 2 不能与水反 应生成硅酸。 5．(双选)鉴别CaCO 3和SiO 2 选用( ) A．水B．盐酸
C．稀硫酸D．烧碱溶液答案BD 解析CaCO 3和SiO 2 均不溶于水，A错误；分别加入盐酸，若有气泡生成则为CaCO 3 ，若固 体不溶则为SiO 2，B正确；分别加入稀硫酸，CaCO 3 与H 2 SO 4 反应生成的微溶物CaSO 4 覆盖在CaCO 3 表面，阻碍反应进行，SiO 2与H 2 SO 4 不反应，故选用稀硫酸现象不明显，C错误；CaCO 3 与烧碱 溶液不反应，SiO 2 可溶于烧碱溶液，D正确。 6．制备硅单质时，主要化学反应如下： ①SiO 2(石英砂)＋2C(焦炭)===== 高温 Si(粗硅)＋2CO↑； ②Si(粗硅)＋2Cl 2===== 高温 SiCl 4 ； ③SiCl 4＋2H 2 ===== 高温 Si(纯硅)＋4HCl，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( ) A．①③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．②为化合反应 D．三个反应的反应物中硅元素均被还原 答案 D 解析在反应②中Si元素化合价升高，被氧化。 7．下列反应中含硅化合物表现出了不同的作用或性质。根据要求，填写下列空白： A．SiO 2＋4HF===SiF 4 ↑＋2H 2 O B．Na 2SiO 3 ＋2HCl===2NaCl＋H 2 SiO 3 ↓ C．SiO 2＋2NaOH===Na 2 SiO 3 ＋H 2 O D．SiO 2＋2C===== 高温 Si＋2CO↑ (1)体现SiO 2 具有酸性氧化物通性的反应是________(填序号，下同)。 (2)体现强酸制弱酸原理的反应是________。 (3)可表示刻蚀玻璃原理的反应是________。 (4)体现SiO 2 弱氧化性的反应是________。 答案(1)C (2)B (3)A (4)D 解析酸性：HCl>H 2SiO 3 ，故Na 2 SiO 3 可与HCl反应制取H 2 SiO 3 。玻璃中含有SiO 2 ，HF可与
硅和二氧化硅
学科：化学 教学内容：硅和二氧化硅 【课前复习】 温故 1．自然界中，C的同素异形体天然存在的有_________、_________，人工制取的有_________、_________等；Si的同素异形体都是人工制取的，有_________、_________两种。 2．金刚石和硅晶体比较。 （1）硬度：金刚石_____硅晶体；（填“大于”或“小于”；下同） （2）熔点：金刚石_____硅晶体； （3）导电性：金刚石_____硅晶体。 知新 3．C、Si同主族，化学性质相似，但也有差别，其中能与NaOH（aq）反应的是_____（写元素符号），化学方程式为______________；能与HF（aq）反应的是_____（写元素符号），反应方程式是____________________。 4．硅的用途十分广泛，作为良好的半导体，硅可用来制造_____、_____、_____等半导体器件，还可制成_____电池。 硅的合金用途也很广，含硅4%（质量分数）的钢可用来制造_____；含硅15%（质量分数）的钢可用来制造_____。 5．CO2、SiO2性质相似，都是酸性氧化物，分别写出它们与足量NaOH（aq）反应的化学方程式：__________________、__________________；二者差别也很明显，其中能与H2O 反应的是___________________（写出化学式），反应方程式为____________________。 6．SiO2与水反应吗？为什么说SiO2是酸性氧化物？ 7．SiO2与硅石、砂石、石英、水晶、玛瑙间有何关系？ 【学习目标】 1．初步了解硅在自然界中的存在形态。了解硅元素的常见同素异形体。 2．了解硅的物理性质和主要用途。 3．掌握硅的化学性质和制取方法。这是本节学习的重点内容，也是本章重点之一。 4．了解二氧化硅的存在，知道石英、水晶、硅石与SiO2的关系。 5．掌握二氧化硅的化学性质，这是本节、也是本章的学习重点。 6．了解硅酸、原硅酸的性质和制取方法。 7．了解常见硅酸盐的主要用途。 8．理解硅酸盐的氧化物表示方法，知道其化学式中氧化物前计量数的含义。 【基础知识精讲】 一、硅的存在 （1）分布广：地壳中到处都是。
2021年高中化学 4.1.1 硅和二氧化硅每课一练 鲁科版必修1
①硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫水晶②单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间③晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电④含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 2．在自然界中，硅存在于地壳中的各种矿物和岩石中的主要形式是( ) A．晶体硅 B．硅酸 C．二氧化硅和硅酸盐 D．SiC 3．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( ) A．在常温下，不与任何酸反应 B．在常温下，可与强碱溶液反应 C．在加热条件下，能与氧气反应 D．单质硅的还原性比碳的还原性强 4．下列说法不正确的是( ) A．因为SiO 2不溶于水，故H 2 SiO 3 不是SiO 2 对应的酸或者说SiO 2 不是H 2 SiO 3 对应的酸酐
B．CO 2通入Na 2 SiO 3 溶液中可以得到硅酸沉淀 C．SiO 2 是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大 D．氢氟酸能够雕刻玻璃 5．下列说法正确的是( ) A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以与碱反应，但不能与任何酸反应 B．根据反应SiO 2＋CaCO 3 ===== 高温 CaSiO 3 ＋CO 2 ↑可以推知，硅酸的酸性比碳酸的 酸性强 C．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D．晶体硅常被用来制造光导纤维 6．下列关于SiO 2 和Si的叙述中错误的是( ) A．SiO 2 是一种酸性氧化物，Si是一种非金属单质 B．常温下，SiO 2 与Si均不与盐酸、硫酸、硝酸、碳酸反应 C．常温下，SiO 2 与Si均能与HF、NaOH溶液发生反应 D．SiO 2 溶于水显酸性 7．素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体，石英的主要成分是 SiO 2 。下列有关石英的叙述不正确的是( ) A．石英都是无色透明的晶体，可以作装饰品，也可以制作光学仪器 B．石英可以用来生产玻璃
硅及其二氧化硅的化学性质
硅及其二氧化硅的化学性质 教学重点：硅及其二氧化硅的化学性质 教学过程： 引入：本节主要学习硅及二氧化硅的化学性质。 阅读：教材硅在自然界的存在形式一段。 讲述：硅的分布与存在 展示：硅单质的图片 阅读：硅的物理性质一段 讲解：硅的物理性质。 展示：晶体硅的图片。 讨论：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。 小结：硅的化学性质。常温下化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质反应。加热条件下，硅能跟一些非金属反应。 简介：硅的工业制法。用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。与氯反应生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原。 归纳：硅的用途。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 展示：太阳能电池的图片。 简要介绍：二氧化硅的结构，播放二氧化硅结构的动画。 展示：二氧化硅的图片 小结：二氧化硅的物理性质和用途。 对比：让学生根据二氧化碳的性质推断二氧化硅的主要化学性质。 归纳：二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但是它不能与水反应。能与氢氟酸、碳酸钙、碳酸钠（制玻璃的主要反应）固体等反应。
介绍：硅酸盐组成的表示方法并练习用氧化物形式表示高岭石和钙长石。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。表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·”隔开。 课堂练习： 1．下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（） （A）锗和硅（半导体材料） （B）二氧化硅（制光导纤维） （C）水玻璃（用作粘合剂） （D）原硅酸（用作耐火材料） 2．将过量的二氧化碳分别通入①氯化钙溶液②硅酸钠溶液③次氯酸钙溶液④饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（） （A）①②③④（B）②④（C）①②③（D）②③④ 参考答案：D；B。 （说明：教师可以根据本班具体情况增加硅酸的部分内容。指出其酸性比碳酸还弱。）板书设计： 硅 1．分布与存在： 存在：没有游离态，只有化合态 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主要成分。 2．物理性质 硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。
高中化学--硅和二氧化硅学案
高中化学--硅和二氧化硅学案 [学习目标] 1.能从材料组成角度对生活中常见的材料进行分类，能根据使用要求选择适当的材料。2.知道硅、二氧化硅的性能，主要用途。 一、单质硅与半导体材料 1．硅在自然界中的存在 (1)硅在自然界中仅以□01化合态的形式存在，常见的化合态的硅有□ 02二氧化硅和□03硅酸盐等，它们广泛存在于各种矿物和岩石中。 (2)硅的同素异形体?? ? □ 04晶体硅 □05无定形硅(非晶硅) 2．晶体硅的物理性质 3．单质硅的化学性质 常温下，硅的化学性质不活泼，它不易与H 2、O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等物质发生反应，在加热或高温条件下，硅能与某些非金属单质发生反应。 如：与Cl 2反应：Si ＋2Cl 2=====△ SiCl 4 与O 2反应：□ 10Si ＋O 2=====△ SiO 2(加热时研细的硅能在氧气中燃烧)。 4．粗硅的制备 □11SiO 2＋2C=====高温 Si ＋2CO↑ 5．硅的用途
(1)□12高纯硅可以用来做半导体材料，超高纯度的硅芯片广泛应用于大规模集成电路及相应的计算机技术中。 (2)单质硅用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。 (3)硅合金的用途也很广，含硅□134%的钢具有良好的导磁性，可以用来制造□14变压器铁芯；含硅□1515%左右的钢具有良好的耐酸性，可以用来制造□16耐酸设备等。 二、二氧化硅与光导纤维 1．二氧化硅的存在 二氧化硅????? 结晶形SiO 2????? 石英??? 水晶玛瑙沙子 无定形SiO 2 ：硅藻土 2．二氧化硅的物理性质 纯净的二氧化硅晶体□01无色，熔点□02高，硬度□03大，□04不溶于水，不溶于其他一般溶剂。 3．二氧化硅的化学性质 SiO 2是一种□05酸性氧化物，其化学性质不活泼，在通常情况下，不与水、酸(□06氢氟酸除外)发生反应，能与碱溶液缓慢反应，在高温下能与□ 07碱性氧化物反应。 (1) 酸性氧化 物的通性????? 与碱反应生成盐和水，如与NaOH 反应： □08SiO 2 ＋2NaOH===Na 2 SiO 3 ＋H 2 O 与碱性氧化物反应生成盐，如高温时与 CaO 反应：□ 09SiO 2 ＋CaO===== 高温CaSiO 3 (2)弱氧化性(与碳反应)：□10SiO 2＋2C=====高温 Si ＋2CO↑ (3)与某些盐反应：
高一化学方程式——硅
4、硅及其化合物的转化关系 ①Si ＋O 2 △ SiO 2 ②SiO 2＋2C 高温 Si ＋2CO ↑（制取粗硅） ※③SiO 2＋4HF = SiF 4↑＋2H 2O （刻蚀玻璃） ⑩ ④Si ＋4HF = SiF 4↑＋2H 2↑ ⑤SiO 2＋CaO 高温 CaSiO 3 ※⑥SiO 2＋2NaOH = Na 2SiO 3＋H 2O （SiO2是酸性氧化物） SiO 2＋CaCO 3 高温 CaSiO 3＋CO 2↑ SiO 2＋2OH －= SiO 32－＋H 2O （装NaOH 的试剂瓶不可以用玻璃塞 ） SiO 2＋Na 2CO 3 高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑ （Na 2SiO 3是粘合剂） ※ ⑦Na 2SiO 3＋2HCl = H 2SiO 3↓＋2NaCl SiO 32－＋2H ＋= H 2SiO 3↓（白色胶状沉淀）（ 硅胶可以用作干燥剂） ※⑦Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2=H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3或Na 2SiO 3＋2H 2O ＋2CO 2=H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3 SiO 32－＋H 2O ＋CO 2=H 2SiO 3↓＋CO 32－或SiO 32－＋2H 2O ＋2CO 2=H 2SiO 3↓＋2HCO 3－ (强酸制弱酸，SiO 2不能和H 2O 反应制硅酸) ⑧H 2SiO 3＋2NaOH = Na 2SiO 3＋2H 2O ⑨H 2SiO 3 △ H 2O ＋SiO 2 H 2SiO 3＋2OH －= SiO 32－＋2H 2O ※⑩Si+NaOH ＋H 2O=Na 2SiO 3+H 2↑ 5、氯及其化合物的转化关系 ①2Fe ＋3Cl 2 点燃 2FeCl 3 (棕黄色的烟) ②Cu ＋Cl 2 点燃 CuCl 2 (棕黄色的烟) ③2FeCl 3＋Cu = 2FeCl 2＋CuCl 2 2Fe 3＋＋Cu = 2Fe 2＋＋Cu 2＋ ④H 2＋Cl 2 2HCl （苍白色火焰，光照时发生爆炸） ※ ⑤MnO 2＋4HCl(浓) △ MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O MnO 2＋4H ＋＋2Cl － △ Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O ※⑥Cl 2＋H 2O = HCl ＋HClO (次氯酸是弱酸) ※⑦2HClO 2HCl ＋O 2↑ Cl 2＋H 2O = H ＋＋Cl －＋HClO 2HClO 2H ＋＋2Cl －＋O 2↑ ※ ⑧Cl 2＋2NaOH = NaCl ＋NaClO ＋H 2O ※ ⑨2Cl 2＋2Ca(OH)2 = CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 工业制漂白粉用石灰乳 Cl 2＋2OH －= Cl －＋ClO －＋H 2O ※⑩Ca(ClO)2＋H 2O ＋CO 2 = CaCO 3↓＋2HClO 或Ca(ClO)2＋2HCl = CaCl 2＋2HClO Ca 2＋＋2ClO －＋H 2O ＋CO 2= CaCO 3↓＋2HClO 或ClO －＋H ＋= HClO 漂白粉的漂白原理 向漂白粉溶液中通入过量的CO 2：Ca(ClO)2＋2H 2O ＋2CO 2 = Ca(HCO 3)2＋2HClO ClO －＋H 2O ＋CO 2 = HCO 3－＋HClO Na 2SiO 3 SiF 4 Si SiO 2 H 2SiO 3 CaSiO 3 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ CuCl 2 HClO HCl Cl 2 FeCl 3 NaClO Ca(ClO)2 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 点燃 或光照 光照 光照
二氧化硅知识点分类
二氧化硅知识点分类 生活中的物质引入二氧化硅 纯净的二氧化硅晶体无色透明，称为水晶。具有彩色环带状或层状的石英晶体，称为玛瑙。 沙子中也存在小粒的石英晶体，是基本的建筑材料。纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，也是芯片的组成成分；石英、玛瑙可用来制作饰物和工艺品。
二氧化硅的存在形式 二氧化硅的结构 SiO2晶体的基本结构是以硅原子为中心，氧原子在4个顶角上的正四面体结构，而这些正四面体又是通过顶角的氧原子相连接。实际上，SiO2晶体是由Si和O的比例所组成的立体网状结构的晶体。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上。二氧化硅是 结晶形：SiO2 无定形：硅藻土 天然二氧化硅 （硅石） 石英 水晶 玛瑙
硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体，二氧化硅晶内Si原子均以sp3杂化，分别与4个O原子成键，构成Si-O四面体并占据四面体中心位置，配位数为4；O位于四面体的角顶。二氧化硅晶体中，由于Si的sp3杂化致使4个Si-O键键能相同，Si-O四面体没有极化和畸变，结构稳定。Si-O四面体通过共用角顶的O连接，在空间形成三维网状结构。 二氧化硅的物理性质 二氧化硅的化学性质 ①SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应生成H2SiO3 ②SiO2不能与盐酸、硝酸、硫酸等其他酸反应，氢氟酸是唯一与SiO2反应的酸。
③氢氟酸能腐蚀玻璃这一特殊性质可应用于雕刻玻璃。 ④不能用玻璃瓶盛放氢氟酸，而要用塑料瓶。 ⑤制取氢氟酸也不能用玻璃器皿而要用铅皿。 思考：1.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? 因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。 SiO2 ＋ 2OH－= SiO32－＋H2O 2. SiO2是不是两性氧化物? 课外拓展 二氧化硅的用途 ①信息高速公路的骨架石英光导纤维。
化学必修一 硅
硅： ①元素符号：Si ②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 (3)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： 。
碳族元素中碳和硅的一些特殊规律: 1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。 2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。 3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ 4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。 C+H2O(g)CO+H2 5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。 Si+4HF==SiF4↑+2H2↑ 6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑ 7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。 2C+SiO2Si+2CO↑ 8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。 SiH4+2O2==SiO2+2H2O 9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。 10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
硅单质的分类
概论 第一章硅单质及化合物的性质 1.1 硅元素 硅元素原子序数14，在自然界有三种同位素分别为28Si，29Si，30Si，所占比例分别为92.23%，4.67%，3.10%，硅的原子量为28.025。硅元素在元素周期表第三周期IV A族，硅原子的价电子构型为3s23p2,价电子数目与价电子轨道数相等,被称为等电子原子，电负性为1.90，原子的共价半径为117pm，硅主要氧化数为+4和+2。硅在地壳中的丰度为25.90%，仅次于氧，硅的含量在所有元素中居第二位，硅在自然界主要以氧化物形式（如硅酸盐矿石和石英砂）存在，不存在单质。 1.2硅单质及其性质 1.2.1 硅的物理性质 硅晶体是原子晶体，是深灰色而带有金属光泽的晶体，它的熔点为1420℃，沸点为2355℃，莫氏硬度为6.5。硅晶体为脆性，密度为2.329g/cm3,比热为0.7J/(g.K)。硅晶体形成过程是硅原子中的价电子进行杂化，形成四个sp3杂化轨道，相邻硅原子的杂化轨道相互重叠，以共价键结合，形成硅晶体。在常压下硅晶体具有金刚石型结构。 硅单质是半导体，本征电阻率为2.3×105Ω·cm,介于导体与绝缘体之间。硅晶体的共价键 （如图1-1）中电子在正常情况下是束缚在成键两原子周围，它们不会参与导电。因此在绝对温度零度（T=0K）和无外界激发的条件下，硅晶体没有自由电子存在。 图1-1 硅晶体的共价键结构 但在通常情况下，有部分电子因获得动能而摆脱共价键的束缚，成为自由电子。而成键原子少了电子形成空穴（如图1-2）。其它价电子会移动来占据空穴，一个空穴消失，但又形成一个新空穴，由此出现空穴的移动。在半导体中自由电子和空穴均为可运动的导电电荷，又称为“载流子”。具有这样两种载流子是半导体不同于导体、绝缘体的特点之一。
硅和二氧化硅简介
硅（Si） 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，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。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25.7%，仅次于第一位 的氧（49.4%）。 目录 ◆原子硅 ◆元素硅 ◆总体特性 ◆硅的用途 ◆缺乏症 ◆高硅症 ◆工业制取纯硅 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。电子在原子核外，按能级由低到高， 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[3]。高纯硅电子转移.MP4
元素硅 元素描述： ◆ 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℃ ◆ 属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导 体性质 ◆ 具有金刚石的晶体结构，电离能8.151电 子伏特。 晶体硅的结构.flv ◆ 化学性质：在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应，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。[2]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。 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；单晶硅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。 阳光屋顶可发电.mp4 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 太阳能电池 硅钢合金
高中化学硅
第七章 硅 一、考纲要求 1.掌握碳族元素的原子结构特点和性质递变规律。 2.认识硅及其重要化合物的性质和用途，初步了解硅和二氧化硅的晶体结构以及与性质的关 系。 3.了解水泥、玻璃的主要成分和简单生产原理。 二、知识结构 1. 元 素 性质 碳（C ） 硅（Si ） 锗（Ge ） 锡（Sn ） 铅（Pb ） 主化合价 +2，（+4）① (+4) +2,(+4) +2,(+4) (+2),+4 单质色态 无色或黑色固态 灰黑色固 态 灰白色固 态 银白色固 态 蓝白色固 态 氢化物RH 4稳定性 稳定性逐渐减弱 主要氧化物 CO 、CO 2 SiO 2 GeO 、GeO 2 SnO 、SnO 2 PbO 、PbO 2 最高氧 化学式 H 2CO 3 H 2SiO 、H 4SiO 4 Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4
化物的水化物酸 碱 性 酸性递碱碱性递增（多为两性） 金属性、 非金属性 非金属递减、金属性递增 2.碳的氧化物性质、结构比较。 碳的氧化物CO CO2 电子式、结构式——：..o：：..c：：..o：o=c=o 分子极性极性分子非极性分子 氧化物类型不成盐氧化物酸性氧化物 物理性质无色气体难溶于水，有毒无色气体，能溶于水， 无毒 化学性质跟碱反应一般不反应典型酸酐、与碱反应 跟O2反应可燃性2CO+O 2 点燃2CO 2 —— 氧化—还原 性 还原性： Fe2O3+3CO ?2Fe+3CO 2 ↑ 氧化性但不强 C+CO2 ?2CO 用途气体燃料，还原剂灭火剂、致冷剂、纯
碱 三、知识点、能力点提示 1.碳族元素的特点 1)碳族元素处于元素周期表的中间位置，获电子或失电子能力都较差，常温下，化学性质都不活泼。 2)碳族元素重要性质: ①化合价。在化合物中除硅表现+4价外，其余表现+2价和+4价。在与氢 形成化合物中，碳和硅表现-4价。②C 、Si 、Ge 、Sn 、Pb 随核电荷数增加，原子半径逐渐增 大 ，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，其变化趋势比氮族元素更为明显。锗的金属性明显 地强于非金属性。③最高价氧化物的水化物的酸碱性随元素核电荷增加酸性减弱，碱性增强 。④气态氢化物的稳定性，随元素核电荷增加而逐渐减弱。⑤碳族元素正4价化合物比正二 价化合物稳定，但铅的正二价化合物比较稳定，如PbSO 4. 2.硅和硅的化合物 1)组成和结构。 ①硅的单质构成的晶体属于原子晶体，具有正四面体空间网状结构。与金钢石比较，性质相 似，又有差异。 ②SiO 2晶体是由硅原子和氧原子按1∶2比率组成，属于原子晶体。具有立体网状结构。 2)重要性质 物理性质 ①Si 、SiO 2、H 2SiO 3、H 4SiO 4均难溶于水。 ②Si 、Ge 是良好的半导体。 化学性质 硅的重要反应： ①Si+2F 2SiF 4↑ ②Si+O 2 ?SiO 2 二氧化硅的重要反应： ①SiO 2+2CSi+2CO(制粗硅) ［SiCl 4+2H 2 ?Si+4HCl ］(制纯硅) ②SiO 2+CaO 高温 CaSiO 3 ③SiO 2+CaCO 3 高温 CaSiO 3+CO 2 (除脉石造渣) ④SiO 2+2NaOH Na 2SiO 3+H 2O(腐蚀玻璃)