无机非金属材料的主角硅

无机非金属材料的主角——硅

硅元素简介

?在元素周期表的位置：ⅣA族，在碳的下方

?硅的化学性质：不易失也不易得电子，主要形成四价的化合物。亲氧元素

一、二氧化硅和硅酸

?1、二氧化硅

（1）二氧化硅在自然界的多种存在形态水晶玛瑙

（2）二氧化硅晶体的结构flash动画

（2）物理性质熔点很高，质地坚硬，纯二氧化硅的透明度很高。

（3）化学性质很不活泼酸性氧化物

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（用HF刻蚀玻璃）

SiO2+CaO ====（条件高温）CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

?2、硅酸

（1）实验室制取硅酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl

思考：根据所观察的现象判断硅酸钠溶液有什么性质？

硅酸具有什么物理、化学性质？

为什么盐酸能与硅酸盐反应制取硅酸？

?（2）硅酸的性质

物理性质不溶于水，浓度较小时形成硅酸溶胶，

浓度较大时形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。

化学性质一种极弱的含氧酸，可溶于强碱溶液生成硅酸盐。

硅胶的形成及用途硅酸凝胶干燥脱水形成硅胶。

多孔——催化剂的载体吸水能力强——干燥剂

二、硅酸盐

?1、硅酸盐概述

主要由硅、氧和金属组成的化合物的总称。一般不溶于水，化学性质稳定。

?2、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。

实验：Na2SiO3的防火作用

?3、土壤胶体胶体颗粒表面积大，带负电，有保肥作用

?4、传统的硅酸盐材料陶瓷

?玻璃主要原料：石英、碳酸钠、石灰石

?水泥主要原料：粘土、石灰石

5、具有特殊功能的含硅材料

?碳化硅：硬度大——砂轮、砂纸的磨料

?硅钢：高导磁性——变压器铁芯

?硅橡胶：在高温或低温下都能保持良好的弹性——制造火箭、导弹、飞机的零件；绝缘材料?分子筛：具有均匀微孔结构——吸附剂和催化剂

三、硅单质分无定形硅和晶体硅

1、晶体硅的性质结构类似金刚石灰黑色固体，有金属光泽

熔点高、硬度大、脆，导电性介于导体和绝缘体之间

常温下化学性质、不活泼

2、用途良好的半导体材料——计算机芯片、光电池（太阳能电池）

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