无机非金属材料的主角硅课件10 人教课标版.ppt

第一节 无机非金属材料 的主角 — 硅 化学①必修 问题 ? 自然界中的岩石、沙子、土壤 是由什么构成？ 你还知道 哪些含硅 的物质？ 水晶 玛瑙 硅 的 广 泛 存 在 元素周期表 第ⅣA族的二兄弟碳和硅 — 豪门二杰 碳元素 硅元素 形成了无数种构成人类和其它 地球生物等的有机物，“ 统治 了有机界 ”。 煤、石油等有机化产品和材料 是现代化的基石 地壳质量的约 90% ，构成了地壳 大部分岩石、沙子和土壤， “ 统治了地壳 ” 硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、 水泥等使人类生活日新月异 一、二氧化硅和硅酸 硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。 所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的 氧化物 及 硅酸盐 的形式存在。 1 、 二氧化硅（ SiO 2 ） SiO 2 是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳 质量的 12 ％，其存在形态有 结晶形 和 无定形 两大类，通称硅石。 SiO 2 的结构 玛瑙 水晶 晶 体 二 氧 化 硅 硅藻土 中国硅藻土资源丰富。全国 10 个省 ( 区 ) 有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有 354 处，总保有储量矿石 3.85 亿吨。 仅次于美国，居世界第 2 位。在地区分 布上，以吉林最多，占全国储量的 54.8% ， 云南、福建、河北等地次之。矿床类型 主要为火山物源沉积型矿床 ( 吉林长白、 山东临胸、浙江嵊州市硅藻土矿等 ) 和 陆源沉积型 ( 云南寻甸、四川米易硅藻 土矿等 ) 矿床。成矿时代集中在第三纪 和第四纪，以第三纪为主。 无 定 形 二 氧 化 硅 光 学 纤 维 胃 镜 二氧化硅的用途 二氧化硅的用途 坚硬难熔的固体，熔沸点比较高， 不溶于水，硬度比较大。 （ 1 ）物理性质： （ 2 ）化学性质： （ a ）常温与氢氟酸（ SiO 2 很不活泼， HF 是 唯一能跟其反应的酸） 4HF+SiO 2 ==SiF 4 ↑+2H 2 O （ b ）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。 2NaOH+SiO 2 ==Na 2 SiO 3 +H 2 O 与强碱反应： 与碱性氧化物反应： S iO 2 +CaO===CaSiO 3 高温 ( 所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如 NaOH 、 KOH 、 Na 2 CO 3 、 Na 2 SiO 3 等溶液。 ) 2. 硅酸（ H 2 SiO 3 ） 思考： 1. 二氧化硅不溶于水，不跟水反应， 如何从二氧化硅来制备 H 2 SiO 3 是一种很弱的酸，比碳酸的酸性还弱 Na 2 SiO 3 +2HCl=2NaCl+H 2 SiO 3 所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶， 硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸 凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为 “硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验 室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催 化剂的载体。 实验 4 － 1 二、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在 自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物， 一般都不溶于水，化学性质很稳定。 最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（ Na 2 SiO 3 ），其 水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及 黏胶剂等。 实验 4 － 2 几种硅酸盐产品 —— 陶瓷 、 玻璃 、 水泥 ，最重要 的无机非金属材料。 新型的陶瓷 三、新型无机非金属材料的特性 ? 1. 能承受高温、强度高。 例如：氮化硅陶瓷在 1200 ℃左右的高温下， 仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶 片、轴承、永久性模具等。 ? 2. 具有电学特性，一些新型无机非金属 材料可以作为半导体、导体、超导体等， 一些绝缘性材料常被用于集成电路的基 板。 ? 3. 具有光学特性。有些新型无机 非金属材料能发出各色的光， 有的能透过可见光，有的能使 红外线、雷达射线穿过。 处 于 高 温 下 的 光 导 纤 维 F-117 是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破对 手火力网，压制对手防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要 地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。 ? 4. 具有生物特性。有些新型无机非金属材料