硅元素及其化合物知识点总结
- 格式:docx
- 大小:20.29 KB
- 文档页数:1
硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。
1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。
(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si+O2SiO2Si+2Cl2SiCl4(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO CaSiO3(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
高一硅及硅的化合物知识点硅(Si)是元素周期表中的第14号元素,属于非金属元素。
硅及其化合物在日常生活和工业生产中具有重要的应用价值。
本文将介绍关于硅及其化合物的知识点。
一、硅的基本性质硅是一种无色、硬度较高、脆性较大的固体物质。
它具有较高的熔点和沸点,不溶于水和大多数常见的溶剂,但能溶于热的氢氟酸和碱性溶液。
硅是一种良好的导热材料,同时具有半导体特性,因此在电子行业中有广泛应用。
二、硅的化合物及应用1. 硅石(SiO2):也称为二氧化硅,是硅最常见的氧化物。
硅石在自然界中广泛存在,常见于石英、石英砂等形式。
它是制备硅金属的重要原料,也用于制备玻璃、陶瓷等材料。
2. 硅酸盐:是一类以硅酸根离子(SiO4^4-)为主的化合物。
硅酸盐在岩石、矿石和土壤中普遍存在,如长石、石英等。
它们具有重要的地质作用,也用于制备建筑材料、陶瓷等。
3. 二氧化硅凝胶:是一种由硅酸盐制备得到的多孔固体材料,具有很高的比表面积和孔隙度。
它被广泛应用于催化剂、吸附剂、保温材料等领域。
4. 硅油:是一种由聚硅氧烷链构成的有机硅化合物,具有良好的润滑性、绝缘性和耐热性。
硅油常用于机械设备的润滑、电子元器件的封装等。
5. 硅树脂:是一类由有机硅聚合物构成的高分子材料,常用于制备塑料、胶黏剂等。
硅树脂具有良好的耐高温性能和化学稳定性,广泛应用于航空航天、电子、汽车等领域。
6. 硅橡胶:是一种由聚硅氧烷和填充剂组成的弹性材料,具有优异的耐高温、耐候性和绝缘性。
硅橡胶常用于制备密封件、隔振垫等。
7. 硅材料在半导体工业中的应用:由于硅具有半导体特性,因此在半导体工业中,硅被广泛应用于制备集成电路、太阳能电池等。
三、硅及其化合物的重要性硅及其化合物在现代工业和科技领域具有重要的地位和应用价值。
硅材料的独特性能使其成为电子行业中不可或缺的材料,半导体工业的发展离不开硅材料。
此外,硅化合物在建筑材料、化工原料、橡胶和塑料等领域也起着重要作用。
高中硅知识点总结1. 硅的性质硅是一种非金属元素,化学性质和碳相似,常温下处于固态。
硅不溶于水,但可溶于浓盐酸和氢氟酸。
硅具有良好的导热性和导电性,因此被广泛应用于半导体行业。
2. 硅的存在形式硅是地壳中最丰富的元素之一,主要以二氧化硅(SiO2)的形式存在于矿物中。
硅也广泛存在于许多天然物质中,如玻璃、水晶、水泥等。
3. 硅的化合物硅主要形成了许多氧化物和硅酸盐。
常见的硅化合物包括二氧化硅、三氧化二硅、硅酸镁、硅酸铝等。
4. 硅的制备硅的制备主要通过还原二氧化硅来实现。
传统的方法是用碳还原法,即在高温下通过碳还原二氧化硅。
近年来,高纯度硅的制备也采用了其他先进的制备方法,如氢气还原法、熔融盐电解法等。
5. 硅的物理性质硅是典型的半导体材料,具有一些特殊的物理性质。
硅的晶体结构属于钻石型结构,具有稳定的晶格和特定的电子能带结构。
此外,硅对光的透射性和折射性也具有特殊的表现,广泛应用于光电子器件中。
6. 硅的化学性质硅在化学反应中表现出一定的反应性,但相对于其他金属元素来说,它的反应性较低。
硅能与氢气、氯气等发生置换和加成反应,产生氢化硅、氯化硅等化合物。
7. 硅的应用硅是现代技术中的重要材料之一,在电子、通讯、光电子、太阳能等领域都有广泛的应用。
硅材料主要应用于半导体器件、太阳能电池、集成电路板等高科技领域。
8. 硅的环境影响硅在环境中的排放和使用会对环境造成一定的影响。
硅的制备和应用过程中会产生高温排放和石棉尘等有害物质,对环境造成污染。
因此,在硅的生产和应用过程中,需要采取有效的环保措施,减少对环境的影响。
综上所述,硅是一种重要的非金属元素,具有广泛的应用价值和发展潜力。
随着技术的不断进步,硅材料在现代科技领域的应用将会越来越广泛,对经济和社会发展都将产生重要的影响。
同时,也需要持续关注硅材料在生产和应用过程中对环境和生态系统的影响,并采取有效的措施加以控制。
硅及其化合物知识结构硅(Si)是地壳中含量第二高的元素,占地壳质量的27.7%,仅次于氧。
在自然界中,硅以硅石(SiO2)的形式存在于石英、玉髓、辉石等矿石中。
硅具有许多重要的特性和广泛的应用,因此对硅及其化合物的研究具有重要意义。
1.硅的物理性质:-硅是一种灰色固体,具有金属和非金属的双重性质。
-具有较高的熔点和沸点,熔点为1414℃,沸点为3265℃。
-硅是一种半导体材料,具有良好的导电性能。
2.硅的化学性质:-硅与氧反应生成二氧化硅(SiO2),是硅的主要氧化物。
Si+O2→SiO23.硅的化合物:-硅在化合物中常以四价态存在,形成四个共价键。
-硅的氢化物:硅的氢化物是一类重要的化合物,如硅烷(SiH4),其化学式为SiH4、硅烷是一种无色有刺激性气体,可由硅与氢反应生成。
Si+2H2→SiH4-硅的卤化物:硅的卤化物包括氟化硅(SiF4)、氯化硅(SiCl4)、溴化硅(SiBr4)和碘化硅(SiI4)。
其中,氯化硅是最重要的一种。
Si+2Cl2→SiCl4-硅的硫化物:硅的硫化物包括二硫化硅(SiS2)和四硫化硅(SiS4)等。
其中,二硫化硅是一种重要的半导体材料,可用于制造光学器件和红外线传感器。
Si+S2→SiS2-硅的氧化物:硅的氧化物主要有二氧化硅(SiO2)和三氧化硅(SiO3)等。
其中,二氧化硅是最常见的氧化物,广泛应用于玻璃、陶瓷、光纤等领域。
Si+O2→SiO24.硅的应用:-硅在电子工业中广泛应用于制造半导体器件,如晶体管、集成电路等。
-硅还可用于制造光纤,用于光通信和光传感器等领域。
-硅的氧化物二氧化硅可用于制造玻璃、陶瓷等材料。
-硅的硅化物可用于制造太阳能电池、LED等光电器件。
-硅的硅烷可用于制造高纯硅材料和化学气相沉积。
总结起来,硅及其化合物的知识结构主要包括硅的物理性质和化学性质,硅的化合物的种类和反应方程式,以及硅的广泛应用领域。
通过深入研究硅及其化合物,我们可以更好地理解和应用这一重要元素。
硅及其化合物知识点硅的基本概念硅是一种化学元素,化学符号为Si,原子序数为14。
它是地壳中含量第二多的元素,仅次于氧。
硅是一种非金属元素,具有半导体性质,广泛应用于电子工业。
硅的原子结构类似于碳,具有四个价电子,因此它可以形成四个共价键。
硅与氧结合形成二氧化硅(化学式SiO2),是一种常见的无机化合物,也是地壳中最主要的成分之一。
硅的化合物通常由硅原子与其他元素的化合物组成,如硅酸盐、硅烷等。
硅化合物在材料科学、电子工业、化学工业等领域具有重要的应用价值。
硅的性质和用途硅的物理性质:•硅是一种银白色晶体,具有金属光泽。
•硅是一种半导体材料,其导电性介于导体和绝缘体之间。
•硅具有较高的熔点和沸点,熔点约为1414℃,沸点约为3265℃。
硅的化学性质:•硅在常温下与大多数酸和碱不发生反应。
•硅可以与氧反应形成二氧化硅,与氟反应形成氟化硅等。
硅的应用:•电子工业:硅是半导体材料的主要成分,广泛用于制造集成电路、太阳能电池等。
•材料科学:硅的高熔点和耐高温性能使其在高温合金、陶瓷材料等方面有广泛应用。
•化学工业:硅化合物被广泛用于制造硅胶、硅橡胶、硅油等化学产品。
•建筑工业:硅酸盐是建筑材料中常见的成分,如水泥、玻璃等。
硅的化合物1. 二氧化硅(SiO2)二氧化硅是最常见的硅化合物,也是硅的主要氧化物。
它存在于自然界中的石英、石英砂、石英石等矿物中。
二氧化硅具有高熔点、高硬度和良好的绝缘性能,因此被广泛用于制造玻璃、陶瓷、光纤等。
2. 硅酸盐硅酸盐是一类含有硅酸根离子(SiO4)的化合物。
常见的硅酸盐包括长石、石英、云母等。
硅酸盐在建筑材料、陶瓷等方面有广泛应用。
3. 硅烷(SiH4)硅烷是一种由硅和氢组成的化合物,化学式为SiH4。
它是一种无色、有毒的气体,在常温下不稳定,容易分解。
硅烷被广泛用于制造光纤、半导体材料等。
4. 硅酸(H4SiO4)硅酸是一种无机酸,化学式为H4SiO4。
它是一种无色、无味的液体,具有较强的腐蚀性。
硅及其化合物知识点总结硅是一种非金属元素,化学符号为Si,原子序数为14。
它是地壳中含量第二多的元素,占地壳质量的27.7%。
硅具有许多重要的物理和化学性质,广泛应用于电子、光学、化工等领域。
硅化合物是由硅和其他元素形成的化合物,具有多样的结构和性质。
硅具有明显的半导体特性,被广泛应用于电子行业。
由于硅原子的外层电子结构为2s22p6,其中有4个价电子,因此硅的价带和导带之间的能隙较小。
这使得硅在适当的条件下能够导电。
硅通过掺杂来调节其导电性能,常见的掺杂元素有磷、硼等。
掺杂后的硅可以用来制造半导体器件,如晶体管、二极管、太阳能电池等。
硅还具有良好的光学特性,能够在可见光和红外光范围内透明。
它的折射率高,适用于光学器件的制造。
硅也是光纤的重要材料之一,能够传输光信号,并广泛应用于通信领域。
除了在电子和光学领域的应用,硅还被广泛用于化工工业。
硅化合物是由硅和其他元素形成的化合物,具有多样的结构和性质。
其中,最常见的硅化合物是二氧化硅(SiO2)。
二氧化硅是一种无机化合物,具有良好的热稳定性、耐腐蚀性和绝缘性。
它被用作玻璃、陶瓷、水泥等材料的主要成分。
此外,二氧化硅还可用于制备硅胶、硅藻土等吸附材料。
硅还可以形成与氧、氢、氮等元素的化合物。
硅氧烷是由硅和氧形成的化合物,具有类似于有机化合物的结构和性质。
硅氧烷可以用作涂料、密封剂、防水剂等材料的添加剂,提供物理和化学性能的改善。
硅氧烷还可以用作生物医学领域的材料,如人工关节、牙科材料等。
硅还可以形成与碳形成的化合物,即有机硅化合物。
有机硅化合物具有碳硅键,具有独特的化学性质和应用价值。
其中,硅烷是最简单的有机硅化合物,由硅和氢形成。
硅烷具有良好的稳定性和低毒性,被广泛应用于涂料、粘合剂、密封剂等行业。
有机硅化合物还包括硅烷类、硅醇类、硅氧烷类等,具有广泛的应用领域。
硅及其化合物具有广泛的应用领域。
硅作为半导体材料,在电子行业具有重要地位;硅化合物在光学、化工等领域发挥着重要作用。
高考化学一轮复习:硅元素及其化合物知识点总结1、硅在自然界的存在:地壳中含量仅次于氧,居第二位;无游离态,化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅。
2、硅单质:晶体硅是灰黑色有金属光泽,硬而脆的固体;导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
(1)常温下:与氢氟酸和强碱溶液反应Si + 4HF == SiF4↑ + 2H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑高温下:Si + O2SiO2Si + 2Cl2 SiCl4(2)硅的用途:①用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件;①制造太阳能;①制造合金等。
(3)工业生产硅:制粗硅:SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 制纯硅:Si + 2Cl2 SiCl4SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl3、二氧化硅(1)SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。
自然界的二氧化硅又称硅石。
(2)SiO2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。
(3)SiO2化学性质:常温下,性质稳定,只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O(雕刻玻璃的反应——实验室氢氟酸应保存在塑料瓶中)SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O(实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因)SiO2 + 2C Si + 2CO↑ SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3CaSiO3 + CO2↑ SiO2 + CaO CaSiO3(4)SiO2的用途:制石英玻璃,是光导纤维的主要原料;制钟表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生产等。
4、硅酸钠(Na2SiO3):易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,是建筑行业的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。
(1)硅酸钠溶液呈碱性,通入CO2有白色胶状沉淀:Na2SiO3 + CO2 + H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓(硅酸)SiO32− + CO2 + H2O == CO32− + H2SiO3↓(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸产生白色沉淀:Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32− + 2H+ == H2SiO3↓5、硅酸(1)硅酸是难溶于水的弱酸,酸性比H2CO3弱(2)硅酸受热分解:H2SiO3H2O + SiO2(3)硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3 + 2OH− == SiO32− + 2H2O6、硅酸盐产品(传统无机非金属材料)制玻璃的主要反应:Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2↑ CaCO3 + SiO2CaSiO3 + CO2↑。
硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。
1、单质硅(Si):(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。
(2)化学性质:①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl4(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl2、二氧化硅(SiO2):(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。
③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO高温CaSiO3(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
硅的知识点总结硅的性质:硅是一种灰白色半金属,具有金属性和非金属性的特性。
它在高温下呈现金属性,能够导电、导热和反射光线。
但在常温下,硅呈现非金属性,是一种典型的非金属元素,具有高熔点和硬度。
硅的化合物:硅的化合物非常广泛,其中最重要的化合物就是二氧化硅(SiO2),又称为石英。
石英是地壳中非常常见的矿物,它在玻璃、陶瓷、水泥等制品中具有重要的应用。
此外,硅还可以形成硅酸盐矿物,如长石、云母等。
硅的用途:1. 半导体材料:硅是半导体材料中最重要的一种,它在电子、光电子等领域有广泛的应用。
硅晶体可以制成大规模集成电路、太阳能电池等器件,被广泛应用于电子产品和光伏产业。
2. 硅橡胶:硅橡胶是一种优质的弹性材料,具有耐高温、耐低温、耐腐蚀等特性,被广泛用于汽车、电子、医疗器械等领域。
3. 硅钢:硅钢是一种制造变压器、发电机等电工设备的重要材料,硅能够提高钢的磁导率,降低磁能损耗,因此被广泛用于电力行业。
4. 硅酸盐制品:硅的化合物在建筑、玻璃、陶瓷等行业有广泛应用,石英玻璃、瓷砖、陶瓷等制品都是硅的重要应用领域。
硅的加工:硅的加工主要包括两个领域,一是硅单晶的制备,二是硅化合物的制备和加工。
1. 硅单晶的制备:硅单晶是制造集成电路和太阳能电池的重要原材料,它主要靠克拉法无机熔融法和气相淀积法来制备。
在克拉法无机熔融法中,硅锭通过高温熔化后逐渐冷凝成单晶,最终可以切割成晶圆用于制造集成电路。
而气相淀积法是通过化学气相沉积技术制备薄膜太阳能电池的重要工艺。
2. 硅化合物的制备和加工:硅化合物的制备和加工通常是通过硅矿石提炼出纯净的硅,然后再通过氧化或还原等反应制备出所需的化合物,如二氧化硅、硅酸盐等。
硅化合物在高温条件下可以制备成各种硅陶瓷、硅橡胶、硅玻璃等制品。
硅的环境问题:由于硅的加工和利用过程中会产生大量工业废水和废气,因此对环境造成一定的影响。
特别是在硅单晶的生产过程中,会产生有害气体和固体废弃物,对周围环境和人体健康造成潜在危害。
硅元素及其化合物知识点总结
1、硅在自然界的存在:地壳中含量仅次于氧,居第二位;无游离态,化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅。
2、硅单质:晶体硅是灰黑色有金属光泽,硬而脆的固体;导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
(1)常温下:与氢氟酸和强碱溶液反应Si + 4HF == SiF4↑ + 2H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑高温下:Si + O2SiO2Si + 2Cl2 SiCl4
(2)硅的用途:①用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件;①制造太阳能;①制造合金等。
(3)工业生产硅:
制粗硅:SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 制纯硅:Si + 2Cl2 SiCl4SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl
3、二氧化硅
(1)SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。
自然界的二氧化硅又称硅石。
(2)SiO2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。
(3)SiO2化学性质:常温下,性质稳定,只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O(雕刻玻璃的反应——实验室氢氟酸应保存在塑料瓶中)
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O(实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因)
SiO2 + 2C Si + 2CO↑ SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3CaSiO3 + CO2↑ SiO2 + CaO CaSiO3
(4)SiO2的用途:制石英玻璃,是光导纤维的主要原料;制钟表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生产等。
4、硅酸钠(Na2SiO3):易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,是建筑行业的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。
(1)硅酸钠溶液呈碱性,通入CO2有白色胶状沉淀:
Na2SiO3 + CO2 + H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓(硅酸)
SiO32− + CO2 + H2O == CO32− + H2SiO3↓
(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸产生白色沉淀:Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32− + 2H+ == H2SiO3↓5、硅酸
(1)硅酸是难溶于水的弱酸,酸性比H2CO3弱(2)硅酸受热分解:H2SiO3H2O + SiO2(3)硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3 + 2OH− == SiO32− + 2H2O
6、硅酸盐产品(传统无机非金属材料)
制玻璃的主要反应:Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2↑ CaCO3 + SiO2CaSiO3 + CO2↑。