硅课件

硅元素是地壳中第二丰富的元素， 仅次于氧元素
硅元素在岩石、矿物、土壤、植物 和动物中都有存在
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
硅元素主要以二氧化硅、硅酸盐等 形式存在
硅元素在自然界中主要以硅酸盐的 形式存在，如石英、长石、云母等 矿物
物理性质：无色透明，硬度高，熔 点高，导电性差
应用：广泛应用于半导体、太阳能 电池、光纤等领域
硅烷醇：SiH3OH，无色液体，易溶于水
硅烷醇醚：SiH3O-CH2-，无色液体，易 溶于水
硅烷醇盐：SiH3O-，无色液体，易溶于 水
硅烷醇酮：SiH3O-CH2-CO-，无色液体， 易溶于水
硅在高科技领域的 应用
硅是半导体工业的主要材料 硅的物理性质：导电性、热导率、光学性质等 硅的化学性质：稳定性、耐腐蚀性等 硅在半导体工业中的应用：集成电路、太阳能电池、LED等
三氧化二硅是一 种重要的半导体 材料，广泛应用 于电子、光学等 领域
硅的氧化物在自 然界中广泛存在， 如石英、硅藻土 等
硅酸酐：硅酸酐是硅酸和硅酸盐的统称，包括硅酸、硅酸盐等 硅酸酐的性质：硅酸酐具有很强的酸性，能与碱反应生成硅酸盐 硅酸酐的应用：硅酸酐广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等领域
硅酸酐的制备：硅酸酐可以通过硅酸盐与酸反应、硅酸盐与碱反应等方式制备
硅对土壤的影响：硅是土壤中重要的微量元素，可以改善土壤结构，提高土壤肥力。 硅对水体的影响：硅可以降低水体中的重金属含量，改善水质。 硅对生物的影响：硅是生物体必需的微量元素，可以促进生物体的生长和发育。 硅对环境的影响：硅可以改善土壤和水体的环境，提高生物多样性。
硅元素是人体必需的微量 元素之一
未来展望和总结
硅材料在半导体领域的应用将更加广泛，如高性能计算、人工 智能等领域

1、 实验室有五种试剂，根据它们各 自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放， 请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间 进行连线。
试剂
二氧化硅
试剂瓶细口Biblioteka 口塞氢氧化钠溶液氢氟酸
广口瓶
细口塑料瓶
浓硫酸
细口橡皮塞
3、下列药品的贮存方法正确的是
（ AC ）
A、硅酸钠溶液应密封在带橡胶塞的试剂瓶中
B、氢氧化钠溶液密封在带玻璃塞的试剂瓶中
4、硅酸盐组成的表示
用二氧化硅、金属氧化物和水的形式表示其组成。 高岭石 Al2（Si2O5）（OH）4
2SiO 2H 表示成： Al2O3 · 2· 2O K(Al2Si3O10)(OH)2→ K2O· 2O3· 2· 2O 2Al 6SiO 2H
练习：将下列硅酸盐改写成氧化物的形式
泡沸石 Na2Al2(Si2O7)(OH)2 Na2O· 2O3· Al 2SiO2· 2O H 钙沸石 CaAl2Si3O10· 2O 3H CaO· 2O3· Al 3SiO2· 2O 3H 绿柱石 Ba3Al2Si6O18 3BaO· 2O3· Al 6SiO2
一、硅单质
单质硅有晶体硅和无定形两种。结 构类似于金刚石，是带有金属光泽的灰 黑色固体，熔点1410℃，硬度大、有脆 性，在常温下化学性质不活泼。 处于金属与非金属的过渡位置。晶 体硅的导电性介于导体和绝缘体之间， 是良好的半导体材料
滑石 Mg3(Si4O10)(OH)2
3MgO· 4SiO2· 2O H
2、下列各组物质有关性质关系的 比较，正确的是 C A.稳定性：CO2 > SiO2 B.酸性：H2SiO3 > H2CO3 C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.导电能力：Si > Cu

人工降雨，灭火,饮料等 光导纤维，仪器， 工艺品
三、硅酸(H2SiO3 )
硅酸是一种白色粉末状的固体，它 不溶于水；是一种弱酸，酸性比碳 酸还弱，不能使指示剂变色。
思考
二氧化硅难溶于水，又不 与水反应，那么，如何制得硅
酸呢？
实验探究
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞， 再滴入稀盐酸
高温
设疑:
实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛 放其它溶液的试剂瓶有何不同？
2、 特性
与氢氟酸HF反应
SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
二氧化硅和二氧化碳的性质比较 二氧化碳 CO2 状 态 熔沸点 硬度 水溶性 气 态 熔沸很低 能溶于水 二氧化硅 SiO2 固 态 熔点高，硬度大 不溶于水
高温 △
4、与氢氟酸反应：
5、与强碱溶液反应： Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑
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
纯硅的制备
（课本P81 9T）
高温 高温
工业上： SiO2 +C 粗硅 +Cl2 SiCl4 精馏+H2 Si
2、结构
立体网状结 构决定了 SiO2具有优 良的物理和 化学性质
[SiO4]四面体结构
每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示 二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。

(2)制备 由于二氧化硅不能与水化合，所以制 备硅酸时只能使用间接的方法，如向 Na2SiO3溶液中滴加盐酸或通入CO2气体等 ，利用的原理都是：强酸＋弱酸盐―→弱 酸＋强酸盐。如：CO2＋Na2SiO3＋ H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
2．碳酸
二氧化碳对应的水化物是碳酸(H2CO3)，碳酸的 酸性很弱(但比H2SiO3强)，且很不稳定。
高温 是氧化剂，C 是还原剂，在 SiO2＋3C=====SiC ＋2CO↑反应中，C 既是氧化剂又是还原剂。
例3 (2008年高考广东卷改编题)硅单质及其化 合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 ，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯 硅的主要方法，生产过程示意图如下：
(2)加热时，硅能与氧气、氯气等反应，也 能与碳反应。
点燃 ①与 O2 反应：Si＋O2=====SiO2；
△ ②与 Cl2 反应：Si＋2Cl2=====SiCl4； ③与 C 反应：Si＋C=高==温==SiC。
2．硅的制备 硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两 个阶段：
原理
高温
粗硅的制备 SiO2＋2C=电==炉==Si(粗)＋2CO↑
一、二氧化硅
1．存在 存在形态有 结晶形和无定 形两大类，水晶
、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
2．物理性质
熔点 硬度 溶解性
高
大 不溶于水
3.化学性质
4．用途 (1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品 的基本原料，可以制作光导纤维。 (3) 石英 和玛瑙制作饰物和工艺品。
【答案】 (1)盐酸 (2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体 (3)Na2SiO3溶液 SiO32－＋CO2 ＋H2O===H2SiO3↓＋CO32－ (4)HCl H2CO3 H2SiO3