《4.1无机非金属材料的主角(1).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.1无机非金属材料的主角(1).ppt（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物4.1 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 硅硅第一课时美国的硅谷美国的硅谷“斯坦福科研工业区斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美是美国电子和计算机工业中心，位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，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圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长公里，宽公里的长条形地带上。由公里，宽公里的长条形地带上。由于它集中了全世界于它集中了全世界0 0以上的著名半导以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为以该地区被称为“
2、硅谷硅谷”。硅谷硅谷 元素周期表元素周期表硅硅1 1、硅的核外电子排布结构：、硅的核外电子排布结构：2 2、硅在自然界的存在：、硅在自然界的存在：一、硅一、硅原因：硅是亲氧元素原因：硅是亲氧元素无游离态存在。主要以氧化物、硅酸盐的无游离态存在。主要以氧化物、硅酸盐的形态存在，形态存在，是构成矿物和岩石的主要成分。是构成矿物和岩石的主要成分。硅是构成岩石与许硅是构成岩石与许多矿物的基本元素多矿物的基本元素碳是构成有机碳是构成有机物的主要元素物的主要元素硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤沙子和土壤,约占地壳质量的约占地壳质量的90%90%以上以上.硅有
3、硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是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。灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。3 3、硅的物理性质、硅的物理性质4 4、硅、硅的的用途用途硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。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、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，还可以制成太阳晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以
4、制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。二、二氧化硅（二、二氧化硅（SiOSiO2 2）1.1.存在：存在：天然的二氧化硅也叫硅石。其存在形态有天然的二氧化硅也叫硅石。其存在形态有结晶形和无定形两类。结晶形和无定形两类。石英石英水晶水晶玛瑙玛瑙18010928Sio2 2、SiOSiO2 2的正四面体结构：的正四面体结构：3 3、SiOSiO2 2的物理性质：的物理性质：坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水不溶于水，硬度比较大。，硬度比较大。（2 2）、酸性氧化物）、酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO
5、3+H2OSiO2 +H2O =SiO2 +CaO =CaSiO3高温高温4 4、SiOSiO2 2的化学性质：的化学性质：（1 1）与氢氟酸（）与氢氟酸（HFHF）作用）作用（SiOSiO2 2很不活泼，很不活泼，HFHF是唯一能跟其反应的酸）是唯一能跟其反应的酸）4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiFSiF4 4+2H+2H2 2O O用来刻蚀玻璃用来刻蚀玻璃所以，所以，不能不能用磨口玻璃塞用磨口玻璃塞盛碱性溶液盛碱性溶液，如如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液等溶液。应用应用橡胶塞橡胶塞SiOSiO2 2制光导纤维制光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟石
6、英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片高级工艺品和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品光纤视频光纤视频玛瑙饰品玛瑙饰品5 5、SiOSiO2 2的用途：的用途：C CSiSi存在形存在形式式存在存在外观外观结构结构熔、沸熔、沸点点导电性导电性化学性化学性质质晶体晶体晶体晶体无定形体无定形体无定形体无定形体单晶硅：单晶硅：金属光泽的灰黑色固体金属光泽的灰黑色固体良好的半导体材料良好的半导体材料金刚石金刚石 石墨石墨 煤煤正四面体正四面体 空间网状结构空间网状结构正四
7、面体正四面体 空间网状结构空间网状结构很高很高很高很高不活泼，不活泼，亲氧性强亲氧性强不活泼不活泼正四面体正四面体 空间网状结构空间网状结构COCO2 2SiOSiO2 2存在存在用途用途结构结构硬度硬度与与H H2 2O O反应反应与碱性氧化物与碱性氧化物反应反应与碱反应与碱反应与氢氟酸反应与氢氟酸反应与碳反应与碳反应岩石、矿物岩石、矿物水晶饰品、光导纤维水晶饰品、光导纤维与金刚石结构类似与金刚石结构类似大大4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O2NaOH+SiO2NaOH+SiO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+CaO=CaSiO+CaO=CaSiO3 3高温高温SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO高温高温不反应不反应不反应不反应空气空气灭火剂灭火剂 制冷剂制冷剂直线型直线型COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3 3 COCO2 2NaNa2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3 C02+2NaOH=Na2CO3+H2OC02+2NaOH=Na2CO3+H2O CO CO2 2+C=2CO+C=2CO高温高温