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
常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？
阅读:课本P74
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) 弱氧化性
（3） SiO2的特性
——与氢氟酸（HF）反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
*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
原料：黏土
原料：黏土、石灰石
原料：纯碱、石灰石、石英
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
Si+2F2==SiF4
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
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