高中化学：二氧化硅和信息材料

4.硅的用途：
硅是一种重要的非金属单质，它的 用途非常广泛。作为良好的半导体材料， 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。
晶体管
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
硅芯片
铁芯片
硅太阳能
供应集成电路板
音乐集成电路板
5、纯硅的制备
福州高级中学化学教研组
山石
海滩
沙漠
紫水晶
玛瑙
石英
水 晶
一、二氧化硅
1、存在形式：
沙子、石英、水晶、硅藻土等。
根据介绍和自己的常识归纳 二氧化硅的以下几方面的内容。
2、空间结构：
空间结构：立体网状结构 结构单元：正四面体
3、 物理性质
• 熔沸点高，硬度大，不溶于水 的固体，不导电。
4、 SiO2的化学性质
硅含量及存在形式
• 含量：硅元素在地壳中居第二位 • 存在形式：二氧化硅、 单 晶 硅酸盐
Fra Baidu bibliotek
硅
灰黑色、硬而脆， 有金属光泽的固体， 熔点、沸点高，半 导体材料
二、硅单质
1、晶体硅的结构：
正四面体空间网状结
构。
2、物理性质
灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔沸点 高，硬度大，难溶于水。 硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是一 种重要的半导体材料。
粗硅的提纯粗硅在高温下跟氯气反应 硅单质用途广泛，但自然界中 生成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用 却没有硅单质。工业上是如何制取 氢气还原制得纯硅。 硅单质？ 制粗硅：SiO2＋2C 制纯硅：Si＋2Cl2 高温 SiCl4 ＋2H2
高温
Si＋2CO↑ SiCl4 Si ＋4HCl
高温
作业：
常温下，性质稳定，不与水，酸（除氢氟酸 外)反应。但能与单质氟、强碱溶液、碱性 氧化物反应，属酸性氧化物，一般不与其他 的氧化剂反应。 • SiO2 + 2F2 ＝＝ SiF4 + O2

SiO2 + 4HF＝＝
SiF4 ↑ + 2H2O(雕刻玻璃)
• SiO2 + 2NaOH＝＝ Na2SiO3 + H2O 高温 SiO2 ＋ CaO CaSiO3
玛瑙饰品
石英坩埚
光导纤维
石英透镜
坩埚
5、二氧化硅的用途 石英坩埚 光学仪器 精密仪器轴承 石英手表 制晶体硅 耐磨器皿
SiO2
光导纤维
光导纤维
光导纤维的应用
（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送信息 的有线通信方式。 (2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道﹑胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。 （3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜， 装备在潜艇﹑坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的 敌情。
SiO2 + CaCO3
高温
CaSiO3 + CO2 ↑
【思考与 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)
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶 液反应生成有粘性的Na2SiO3，使 瓶塞和瓶口粘在一起。
二氧化硅的应用
光 学 纤 维 胃 镜
各 种 水 晶 饰 品
粉末状的硅
硅晶体制品
3、硅的化学性质：
常温下，性质较稳定，与酸（除氢 氟酸外）和氧气、氯气、硝酸、硫酸等 不反应，但能与氟单质、和强碱溶液反 应。
Si + O2 = SiO2 Si + 2 F2 = SiF4 Si + 4 HF = SiF4↑ + 2 H2↑ Si + 2 NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2 H2↑