非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角________硅
美国的硅谷——“斯坦福科研工业区”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，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。
硅谷 　silicon valley
1、画出碳和硅的原子结构示意图
分析：
既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。
硅元素（Si）
硅在自然界的存在形态：
——没有游离态，只有化合态，以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和矿物中。
2、硅元素在自然界中的存在
1、存 在
硅石（12%）
结晶形：石英
无定形（沙子）
水晶
玛瑙
……
阅读课本P75
一、二氧化硅
2、用途
3、物理性质
固体
1610℃
2230℃
不溶
大
Si
O
4、二氧化硅的晶体结构（课本P75）
四面体结构，每个Si接4个O，每个O接2个Si，是由Si和O按1 ：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
5、化学性质—性质稳定, 不活泼
SiO2 + CaO === CaSiO3
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
高温
（1）是酸性氧化物
Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗名水玻璃，是一种矿物胶
A、与强碱生成硅酸盐和水
B、与碱性氧化物生成盐
（2）难溶于水，不与水反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
（3） SiO2的特性
——与氢氟酸（HF）反应
*用途：雕刻玻璃
讨论：
1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含SiO2）？
2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？
－－用塑料瓶保存氢氟酸
（1）向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸
滴入酚酞溶液呈红色
Na2SiO3呈碱性
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 ↓+2NaCl
滴入盐酸有硅酸凝胶产生
硅酸难溶于水
二.硅酸(H2SiO3)
（2）把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，会有什么现象？
滴入硫酸有硅酸凝胶产生
硅酸难溶于水（白色胶状沉淀）
Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 ↓+Na2SO4
（3）把二氧化碳通入到Na2SiO3溶液中
Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3 ↓+Na2CO3
结论：硅酸是一种比碳酸酸性还弱酸，
溶解度小。
注：1、硅酸的制备；2、原硅酸
Ｐ77实验４－２
１、硅酸钠：水溶液俗称“水玻璃”，具有粘性和阻燃性。用作肥皂填料、木材防火剂及胶粘剂等。
三、硅酸盐：
——由硅、氧和金属组成的化合物的总称
观察现象并填写下表
木条先变干，后燃烧
木条变干，不燃烧
Na2SiO3的水溶液可用作木材的防火剂
2、 硅酸盐组成的表示（课本P77）
用金属氧化物 · 二氧化硅 · 水 的化学式表示
钾云母：K2 H4 Al6 Si6 O24
K2O · 3Al2O3 · 6SiO2 · 2H2 O
3、硅酸盐产品及用途：陶瓷、玻璃、水泥
四、硅（Si）
硅有晶体硅和无定形硅两种
１、物理性质：
（1）灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体
（2）熔、沸点高、硬度大
（3）晶体硅是良好的半导体
２、化学性质：(不活泼）
　　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、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。
3、硅的用途
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。
集成电路 　　　 晶体管
（1）SiO2+2C == Si+2CO ↑ （粗硅）
若C过量：
SiO2+3C == SiC + 2CO ↑

（2） Si+2Cl2 == SiCl4
（3）SiCl4+2H2 == Si+4HCl （高纯硅）
4、硅的制备
高温
高温
高温
高温
氧化剂、还原剂质量比：1/2
0
－4
＋2
碳化硅（俗名：金刚砂）
课本P78
玻璃
（1）玻璃
原料：纯碱、石灰石、石英
设备：玻璃窑
条件：高温熔融
主要反应：

主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅
高温
SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2
SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2
高温
玻璃
玻璃
有色玻璃
钢化玻璃
加入了不同的金属氧化物
普通玻璃加热接近熔化再急速冷却
水泥
（2）水泥
原料：黏土、石灰石、石膏
设备：水泥回转窑
条件：煅烧
主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等
陶器
瓷器
（3）陶瓷
原料：黏土
条件：高温烧结
描述景德镇的陶瓷有这样一句话:
薄如纸,声如磬,色如玉.
硅酸盐产品简介