氧化硅与信息材料.ppt
3.3.3 含硅矿物与信息材料,石英坩埚,问题:地壳中元素含量排在前三位的分别 是、元素。,一、硅(Silicon),1、含量和存在在地壳中,硅的含量居第二位自然界中,硅无游离态存在,只以化合态存在(SiO2或硅酸盐的形式存在)是构成矿物和岩石的主要成分,硅,2、硅晶体的物理性质:灰黑色,硬而脆,有金属光泽的固体,熔点、沸点高,硬度大,,半导体材料。,常温下,化学性质稳定,只与强碱、氟化氢、氟气反应,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,3、硅晶体的化学性质:,高温下,较活泼,Si+O2 SiO2,4、硅的用途,硅是良好的半导体材料,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。含硅4(质量分数)的钢具有良好的导磁性,可用来制造变压器铁芯;含硅15左右的钢具有良好的耐酸性,可用来制造耐酸设备等,5、硅的制取:工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅,然后将粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质。经蒸馏提纯后,再用氢气还原制得纯硅。(写出上述反应的化学方程式),(粗硅),二、二氧化硅,光导纤维,光学纤维胃镜,坚硬难熔的固体,熔沸点比较高,不溶 于水,硬度比较大。,1、存在和物理性质:,存在:沙子、石英、玛瑙、水晶、硅藻土,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,基本结构单元为硅氧四面体Si2O4,晶体中不存在二氧化硅分子,SiO2是化学式不是分子式。,二氧化硅粉尘的危害,(1)、酸性氧化物,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,2、化学性质:,(2)与氢氟酸作用(SiO2很不活泼,HF是唯一 能跟其反应的酸)(3)与还原剂作用,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,硅的制取,用来刻蚀玻璃,(4)与盐反应,能否写出SiO2和Na2CO3的反应方程式?,所以,不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液,如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。,三、硅酸,不溶于水,不稳定,弱酸,制取:强酸制弱酸,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。,硅元素,单质硅,Si+F2Si+HFSi+NaOH,加热能与某些非金属单质反应(O2),概括、整合,SiO2和CO2比较,空气,存在于岩石中,沙子、石英、水晶等都含有二氧化硅,以二氧化碳分子形式存在,SiO2是化学式不是分子式,熔沸点低、常温是气体、微溶于水,坚硬固体、熔点高、不溶于水,生成碳酸,不反应,不反应,与氢氟酸反应,与氢氧化钠生成碳酸钠,与氢氧化钠生成硅酸钠,生成碳酸钙,高温下生成硅酸钙,饮料、工业制碱,光导纤维、石英表等,你怎么想?,据此推断硅酸酸性比碳酸酸性强?,1.二氧化碳通入下列各溶液中,不可 能产生沉淀的是()A.氯化钙溶液 石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 硅酸钠溶液,A,巩固练习,巩固练习,2.下列说法正确的是:A.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在。B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。C.二氧化硅溶于水。D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸。,3.实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是,空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应,有白色胶状沉淀物生成,变质的现象是:,相应的化学方程式:,B,巩固练习,C,三、硅酸盐,结构复杂 种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐石棉:CaMg3Si4O12长石:KAlSi3O8普通玻璃:CaNa2Si6O14,3MgOCaO4SiO2K2OAl2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2,巩固练习,现代建筑离不开玻璃的装饰和采光,雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦,二、玻璃,纯碱、石灰石、石英,设备:,普通玻璃、有色玻璃(如,蓝玻璃、红玻璃)、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃。,原料:,玻璃窑或玻璃熔炉,原理:,种类:,性质:,在一定温度范围内软化,成分:,SiO2、Na2SiO3、CaSiO3,古埃及玻璃制品,战国中晚期玻璃璧,清乾隆白地套红玻璃双合瓶,魏晋南北朝的玻璃钵,三、水泥,黏土、石灰石,设备:,原料:,水泥回转窑,原理:,略,种类:,硅酸盐水泥、防辐射水泥、彩色水泥、快速水泥。,新型陶瓷人造骨,即耐高温又耐低温的硅橡胶制品,