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第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅碳和硅是元素周期表里ⅣA族的元素，并且是上下相邻，它们原子结构的共同点是最外层都是4个电子，但电子层数不同，如图所示：碳原子和硅原子都既不容易失电子又不容易得电子，主要通过共用电子对形成正四价的化合物。
碳单质和硅单质的主要化学性质既有相似性又有差异性碳和硅都是亲氧元素，但硅的亲氧性强于碳的亲氧性，因此碳和硅在自然界中存在形式有所不同，硅元素在自然界中都是以含氧化合物的形态存在一二氧化硅和硅酸（一）二氧化硅（SiO2）1．存在SiO2是硅的最重要的化合物。
地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，其存在的形态有结晶形和无定形两种。
石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。
石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体2．结构SiO2晶体具有多种晶型，其基本结构单元是如图所示的四面体，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O 跟2个Si相结合。
实际上，SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所构成的立体网状结构的原子晶体，因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成，但并不存在单独的SiO2分子。
[SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中，构成了多姿多彩的硅酸盐世界的基本骨架SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着3．物理性质SiO2是坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的SiO2是无色透明的晶体+6 2 4 +14 2 8 44．化学性质（1）SiO 2是酸性氧化物，在一定条件下能与碱性氧化物、强碱反应①与碱性氧化物反应：SiO 2＋CaO CaSiO 3②常温下，与强碱反应：SiO 2＋2NaOH === Na 2SiO 3＋H 2O （在常温下反应进行得比较慢）SiO 2＋2OH －=== SiO 32－＋H 2O说明：玻璃中含有SiO 2，实验室中盛NaOH 等碱液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞，这是因为该反应生成的Na 2SiO 3是一种矿物胶，日久能使瓶口与瓶塞发生黏合③特殊地，在高温下，SiO 2能与纯碱、大理石反应：SiO 2＋Na 2CO 3Na 2SiO 3＋CO 2↑ SiO 2＋CaCO 3CaSiO 3＋CO 2↑说明：上述两个反应是玻璃工业生产的主要原理（2）弱氧化性SiO 2中硅元素的化合物为＋4价，这是硅元素的最高化合价，因此具有一定的氧化性，如SiO 2在高温下能被C 、Mg 等还原，制取粗硅：SiO 2＋2C Si ＋2CO ↑ SiO 2＋2Mg Si ＋2MgO（3）总的来说，SiO 2的化学性质不活泼，唯一能与SiO 2反应的酸只有弱酸氢氟酸（HF ）：SiO 2＋4HF === SiF 4↑＋2H 2O说明：①保存氢氟酸（HF ）不能使用玻璃瓶，而应用塑料或橡胶瓶 ②应用：氢氟酸（HF ）可用于刻蚀玻璃，在玻璃上雕刻花纹等 ③SiO 2与氢氟酸反应生成物SiF 4不是盐，所以SiO 2不是碱性氧化物5．主要用途与危害性 （1）SiO 2的用途SiO 2的用途很广，主要表现在： ①制备高性能通讯材料的光导纤维 ②制备石英玻璃、石英表、石英钟③制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等 ④建筑材料（2）SiO 2的危害性在隧道开凿、石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅【教学目标】一、知识与技能1.了解硅的存在形态、结构特点、物理性质及重要用途。
2.了解二氧化硅的结构特点，掌握二氧化硅晶体的物理性质、化学性质及重要用途。
3.了解并学会制备硅酸。
二、过程与方法1.在碳和硅、二氧化碳和二氧化硅的性质比较活动中，体会分类、对比等学习方法。
2.在二氧化硅物理性质的学习中深化结构决定性质的学科思维。
3.在硅、二氧化硅的用途学习中，深入体会由用途分析性质的学科思想。
4.在硅酸的制备中，掌握强酸制备弱酸的原理及实验探究的方法。
三、情感态度与价值观：通过了解硅材料用途，体会硅在无机非金属材料中的主角地位，感悟科学技术的社会价值。
【教学重点】SiO的性质、硅酸的制备、硅材料的重要用途2和NaOH的反应，硅酸的制备【教学难点】SiO2【教学流程】情景引入：【展示图片：沙子和芯片】这是普通的沙子，这是计算机芯片，它们之间有什么联系呢？请欣赏英特尔公司制作的视频：从沙子到芯片。
设问：沙子主要成分是SiO，芯片主要成分是晶体Si；硅和二氧化硅可以说连接了整个世界，2为什么这么说呢？它们具有什么样的性质和用途呢？我们一起来学习。
活动一：自主学习课前预习，阅读课本。
1.P79 了解晶体硅的结构和物理性质? P74 认识地壳中硅的存在形态和含量？2.P75 认识二氧化硅在自然界中的存在形态、基本结构单元和构成微粒？小结：一、单质硅和半导体材料1.晶体硅的结构类似金刚石，是正四面体空间网状结构。
2.硅的物理性质：晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体, 熔点高, 硬度大。
其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
过渡：利用半导体材料的性质，可制成硅芯片、硅太阳能电池，给人类生产生活带来极大的便利。
3.硅的用途：硅芯片、硅太阳能电池……4.硅在自然界中的存在：主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
二、二氧化硅1.组成结构特点：SiO晶体由硅原子和氧原子组成的四面体网状结构的晶体。
