1、6.3硅及其化合物硅及其化合物第六章第六章 幾種非金屬及其化合物幾種非金屬及其化合物 第第AA族碳族元素）：元素周期表第族碳族元素）：元素周期表第 A A族包括碳族包括碳C C 、硅、硅SiSi、鍺、鍺GeGe、錫、錫SnSn、鉛、鉛PbPb五種五種元素統稱為碳族元素。元素統稱為碳族元素。 其中其中C C 、 Si Si是非金屬元素，鍺是非金屬元素，鍺GeGe是處于金是處于金屬和非金屬間，錫屬和非金屬間，錫SnSn、鉛、鉛PbPb是金屬元素是金屬元素碳族元素的原子結構示意圖：碳族元素的原子結構示意圖：表表63氧族元素的結構特征與性質的相似性和遞變性氧族元素的結構特征與性質的相似性和遞變性 能形

2、成+4價、+2價的化合物 能形成通式為RH4的氣態氫化物(C、Si) 最高價氧化物對應水化物通式為H2RO3或ROH4相似性相似性遞變性遞變性1、原子結構、原子結構最外層都有最外層都有4個電子。個電子。2、物理性質、物理性質單質都是固體。單質都是固體。3、化學性質、化學性質原子結構原子結構單質物性單質物性化學性質化學性質核電荷數增加，電子層數增加核電荷數增加，電子層數增加原子半徑增大原子半徑增大熔沸點逐漸降低熔沸點逐漸降低密度逐漸增大密度逐漸增大氫化物穩定性逐漸減弱氫化物穩定性逐漸減弱最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱無機非金屬無機非金屬材料的主角材料的主

3、角 硅硅 硅是一種親氧元素。在自然界中它總是與氧相互化合，沒有游離態的硅。硅以化合態存在于自然界的各種礦物和巖石中，例如：硅的氧化物和硅酸鹽等；硅是構成礦物和巖石的主要成分。一、硅一、硅硅元素的存在形式：硅元素的存在形式：五、硅五、硅 1 1、硅的物理性質：、硅的物理性質：（1 1硅有晶體硅和無定型硅兩種同素異形體。硅有晶體硅和無定型硅兩種同素異形體。（2 2晶體硅是灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，晶體硅是灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，硬度大、熔沸點較高，具有半導體性質。硬度大、熔沸點較高，具有半導體性質。（3 3無定型硅是一種灰黑色粉末；無定型硅是一種灰黑色粉末； 一、硅一、硅五、硅五

4、、硅 2 2、硅的化學性質：、硅的化學性質：不活潑不活潑(1)(1)常溫下：常溫下： Si+4HF=SiF4+2H2Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2注：與其它物質如氯氣注：與其它物質如氯氣Cl2Cl2、氧氣、氧氣O2O2、硫酸、硫酸H2SO4H2SO4、硝酸硝酸HNO3HNO3等常溫下都不與硅起反應。等常溫下都不與硅起反應。(2)(2)加熱時：與某些非金屬反應加熱時：與某些非金屬反應Si+O2=SiO2Si+O2=SiO23 3、硅主要用途：半導體材料、硅主要用途：半導體材料一、硅一、硅 Si +

5、 F2 = SiF4 Si + F2 = SiF41. 1. 二氧化硅二氧化硅 堅硬難熔的固體，不溶于水。熔沸點高。堅硬難熔的固體，不溶于水。熔沸點高。2).2).物理性質物理性質: :二、硅的重要化合物二、硅的重要化合物1 1存在和俗名：存在和俗名： 天然的二氧化硅也叫硅石。天然天然的二氧化硅也叫硅石。天然存在的二氧化硅有晶體和無定形兩存在的二氧化硅有晶體和無定形兩種。種。 石英是天然存在的二氧化硅晶體石英是天然存在的二氧化硅晶體；硅藻土是天然存在的一種無定形；硅藻土是天然存在的一種無定形二氧化硅。二氧化硅。 砂、石英、水晶的主要成分都是砂、石英、水晶的主要成分都是SiO2SiO2，玻璃也有

6、二氧化硅成分，玻璃也有二氧化硅成分石英系列石英系列水晶系列水晶系列砂子系列砂子系列 硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等熔點高，硬度大，不溶于水熔點高，硬度大，不溶于水不反應不反應SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O O存存 在在物理性質物理性質與氫氟酸反應：與氫氟酸反應：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2+4HF=SiF4+2H2O化學性質化學性質與水反應與水反應與與NaOHNaOH反應反應與與CaOCaO反應反應與酸反應與酸反應思考與交流：那么思考與交流：那么SiO2是否也是酸性氧化物，是否也是酸性氧化物，

7、酸性氧化物有哪些通用性呢？酸性氧化物有哪些通用性呢？3)3)、SiO2SiO2化學性質化學性質: :小結：常溫下，二氧化硅的化學性質不活潑，不與水、酸小結：常溫下，二氧化硅的化學性質不活潑，不與水、酸HFHF除外反響，能與堿性氧化物或強堿反應生成鹽。除外反響，能與堿性氧化物或強堿反應生成鹽。SiO2SiO2SiO2+CaO SiO2+CaO 高溫高溫 CaSiO3 CaSiO3想一想想一想1 1、實驗室為、實驗室為什么不用玻璃什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？瓶盛裝氫氟酸？2 2、實驗室盛、實驗室盛裝裝NaOHNaOH溶液溶液的試劑瓶為的試劑瓶為什么用橡膠什么用橡膠塞而不用玻塞而不用玻璃塞？璃塞？ H

8、F HF能腐蝕玻璃，因此，能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。瓶而要用塑料瓶。 NaOH NaOH溶液能與玻璃中溶液能與玻璃中的的SiO2SiO2反應生成反應生成Na2SiO3Na2SiO3，使瓶塞部分粘結而無法打開。使瓶塞部分粘結而無法打開。因此盛裝因此盛裝NaOHNaOH溶液的試劑瓶溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。不能用玻璃塞而要用橡膠塞。4).4).用途用途思考與交流：物質的性質決定用途，思考與交流：物質的性質決定用途，SiO2SiO2又有哪些用途呢？又有哪些用途呢？SiO2SiO2有什么危害？有什么危害？用途用途: :（1 1光導纖維

9、：光導纖維：（2 2石英：耐高溫化學儀器、石英電子表、石英：耐高溫化學儀器、石英電子表、石英鐘石英鐘（3 3水晶：電子工業的重要部件、光學儀器水晶：電子工業的重要部件、光學儀器、高級工藝品和眼鏡片、高級工藝品和眼鏡片（4 4瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾瑪瑙：精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品品（5 5石英砂：用于制造玻璃、耐火材料。石英砂：用于制造玻璃、耐火材料。（6 6普通砂子：做建筑材料。普通砂子：做建筑材料。（7 7硅藻土：工業上常用的吸附劑。硅藻土：工業上常用的吸附劑。 危害危害: :長期吸入二氧化硅粉塵，就會患矽肺。長期吸入二氧化硅粉塵，就會患矽肺。2 2、硅酸、硅酸H2SiO3)

10、H2SiO3) 二氧化硅二氧化硅SiO2SiO2不能直接和水化合成硅酸不能直接和水化合成硅酸H2SiO3H2SiO3，只能用可溶性硅酸鹽和酸反應制得，只能用可溶性硅酸鹽和酸反應制得。硅酸是白色固體，不溶于水，是一種弱酸。硅酸是白色固體，不溶于水，是一種弱酸，比碳酸弱，膠狀硅酸沉淀脫水后變成硅膠，比碳酸弱，膠狀硅酸沉淀脫水后變成硅膠。硅膠具有很強的吸附能力，常用作干燥劑。硅膠具有很強的吸附能力，常用作干燥劑、吸咐劑、吸咐劑3 3、硅酸鹽、硅酸鹽硅酸鈉硅酸鈉Na2SiO3Na2SiO3）：）： 硅酸鈉能溶于水，它的水溶液俗名水玻璃硅酸鈉能溶于水，它的水溶液俗名水玻璃，又稱泡花堿；水玻璃是一種礦物膠

11、，且既不，又稱泡花堿；水玻璃是一種礦物膠，且既不燃燒也不受腐蝕，常用作黏膠劑和木材織物等燃燒也不受腐蝕，常用作黏膠劑和木材織物等的防火、防腐；把水玻璃涂在雞蛋上，可使雞的防火、防腐；把水玻璃涂在雞蛋上，可使雞蛋保鮮。蛋保鮮。硅酸所對應的鹽統稱硅酸鹽。硅酸所對應的鹽統稱硅酸鹽。三、硅酸鹽工業三、硅酸鹽工業1 1、玻璃：、玻璃： 原料：純堿、石灰石和石英原料：純堿、石灰石和石英 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 主要成分：主要成分：硅酸鈉硅酸鈉Na2SiO3Na2SiO3、硅酸鈣、硅酸鈣CaSiO3CaSiO3、二氧化硅、二氧化硅SiO2 SiO2 2 2、水泥：主要原料：粘土主要成分是二氧化、水泥：主要原料：粘土主要成分是二氧化硅硅) )和石灰石，石膏等。石膏是輔助材料是用于和石灰石，石膏等。石膏是輔助材料是用于調節水泥硬化速度的。調節水