硅和二氧化硅课件.ppt

1、知识点硅和二氧化硅硅和二氧化硅硅和二氧化硅一、硅（一、硅（SiSi）硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体1.1.物理性质物理性质:灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体熔、沸点高、硬度大晶体硅是良好的半导体硅和二氧化硅硅和二氧化硅硅的结构特点硅的结构特点：硅原子最外层有硅原子最外层有4个电子，个电子，既不容易失电子，也不容易得电子既不容易失电子，也不容易得电子可得可得4个电子，显氧化性；个电子，显氧化性；可失可失4个电子，显还原性；个电子，显还原性；硅原子结构示意图硅原子结构示意图硅和二氧化硅硅和二氧化硅硅的晶体结构硅的晶体结构分析：硅的晶体结构分析：每个硅原子通过每

2、个硅原子通过4个共个共用电子对与周围用电子对与周围4个硅个硅原子连接，成原子连接，成正四面体正四面体结构结构，向空间延伸，形，向空间延伸，形成成空间网状空间网状结构是非金结构是非金属单质属单质硅和二氧化硅硅和二氧化硅 常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。2.2.化学性质化学性质:（1 1）与氟气反应：）与氟气反应：Si+2F2=SiF4（2 2）与氢氟酸反应：）与氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4+2H2特殊特殊非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅与HF反应且生成氢气硅和二氧化硅硅和二氧化硅

3、（3 3）与强碱溶液反应：）与强碱溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2特殊非金属单质与氢氧化钠反应一般非金属单质与氢氧化钠反应一般不生成氢气，而硅不同。不生成氢气，而硅不同。（4 4）与氯气反应：）与氯气反应：Si+2Cl2=SiCl4（5 5）与氧气反应）与氧气反应Si+O2=SiO2硅和二氧化硅硅和二氧化硅3.存在存在 在自然界中，没游离态的硅。硅以化合态存在自然界中，没游离态的硅。硅以化合态存在于自然界，例如：硅酸盐等，在地壳中含在于自然界，例如：硅酸盐等，在地壳中含量居第二位。量居第二位。4.用途用途 集成电路、晶体管、硅整集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，

4、还可流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁合金可用来制造变压器铁芯等。芯等。集成电集成电路路晶体管晶体管硅和二氧化硅硅和二氧化硅5.工业上制备：工业上制备：SiO2 粗硅粗硅 SiCl4 Si+C +Cl2 精馏精馏+H2高温高温高温高温高温高温SiO2+2C=2CO+Si (含杂质的粗硅含杂质的粗硅)Si+2Cl2=SiCl4生成的液态生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用经精馏、除硼、砷等，再用H2还原还原SiCl4+2H2=4HCl+Si (纯度高的多晶硅纯度高的多晶硅)高温高温高温高温高温高温硅和二氧化硅硅和二氧化硅二、二氧化硅（

5、二、二氧化硅（SiO2）天然的二氧化硅也叫硅石。砂、天然的二氧化硅也叫硅石。砂、石英、水晶的主要成分都是石英、水晶的主要成分都是SiO2硅和二氧化硅硅和二氧化硅1.1.物理性质物理性质:坚硬难熔的固体，不溶于水。坚硬难熔的固体，不溶于水。2.2.化学性质化学性质:常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不常温下，二氧化硅的化学性质不活泼不与水、酸（与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。化物或强碱反应生成盐。硅和二氧化硅硅和二氧化硅(1)(1)与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H +2H2 2O O特殊特殊

6、酸性氧化物一般不与酸发生酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而复分解反应，而SiO2可以可以。(2)(2)与强碱溶液反应：与强碱溶液反应：SiOSiO2 2+2NaOH =Na+2NaOH =Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(3)(3)与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应：SiOSiO2 2+CaO =CaSiO+CaO =CaSiO3 3高温高温(4)(4)与碳反应：与碳反应：SiOSiO2 2+2C =Si+2CO+2C =Si+2CO高温高温特殊特殊硅的还原性比碳强，而硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从碳在高温下能从SiO2中中还原出硅还原出硅硅和二氧化硅硅和二氧化硅3.3

7、.用途用途光导纤维光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表石英：耐高温化学仪器、石英电子表 石英钟石英钟水晶：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、耐磨器皿和装饰品硅和二氧化硅硅和二氧化硅例1.已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下可收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过量的）解：Na-1/2H223 1/222.411.5 XSi-2HSi-2H2 228 228 222.422.44.2 Y4.2 YV VH2H2=5.6+6.72=12.32(L)=5.6+6.72=12.32(L)X=5.6LY=6.72L答：略硅和二氧化硅硅和二氧化硅