41《 无机非金属材料的主角—硅》课件(鲁科版必修1).ppt
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1、普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 化学化学1(必修)(必修)第四章第四章第一节第一节 硅硅 无机非金属材料无机非金属材料思考:思考:1、列举生活中的导体、列举生活中的导体2、列举生活中的绝缘体、列举生活中的绝缘体 1 1、半导体材料半导体材料 :导电性介于导体和绝缘体之导电性介于导体和绝缘体之间间的一类的一类材料材料一、单质硅和半导体材料一、单质硅和半导体材料 1 1、半导体材料半导体材料 硅硅锗锗 2、硅元素的存在、硅元素的存在岩石岩石沙子沙子土壤土壤 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地大部分的岩石、沙子和土壤、约
2、占地壳总量的壳总量的90%90%以上。以上。氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%3、硅单质:、硅单质:(1)阅读)阅读108页的第一段页的第一段(1 1)物理性质物理性质结构类似金刚石,为硬而脆结构类似金刚石,为硬而脆的灰黑色固体的灰黑色固体,熔点高熔点高,硬硬度大。度大。一、硅单质一、硅单质3、硅单质:、硅单质:(2)化学性质)化学性质3、硅单质:、硅单质:(2)化学性质)化学性质(1)常温下,化学性质稳定)常温下,化学性质稳定,只与只与强强碱、氢氟酸、氟气碱、氢氟酸、氟气 反应反应(
3、2)加热,)加热,Si能与某些非金属单质反能与某些非金属单质反应应Si+O2=SiO2(3)硅的制备硅的制备SiO2+2 C=Si+2CO (粗硅)(粗硅)高温高温提提 纯:纯:Si+2Cl2=SiCl4高温高温SiCl4+2H2=Si+4HCl高温高温(高纯硅)(高纯硅)3、硅单质:、硅单质:(4)用途)用途太阳能电池4、用途、用途电脑的中央处理器(电脑的中央处理器(CPU)硅芯片的使用,使计算机的体积已缩小到笔硅芯片的使用,使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。记本一样大小了。芯片芯片大规模集成电路 在在美美国国旧旧金金山山,有有个个最最大大的的高高科科技技工工业业园园区区,称称之之为为
4、“硅硅谷谷”,它它是是现现代代电电子子工工业业和和计计算算机机发发展展的的基基地地。这这说说明明硅硅在在电电子子工工业业革革命命中中起起着着非非常常重重要要作作用用。以以硅硅为为基基础础而而制成的晶体管是计算机的心脏。制成的晶体管是计算机的心脏。硅在硅在电子工业电子工业中重要作用中重要作用思考:思考:硅的氧化物的化学式硅的氧化物的化学式二、二氧化硅与光导纤维二、二氧化硅与光导纤维1.自然界中存在自然界中存在石英岩石英岩水晶水晶玛瑙玛瑙沙子沙子2.SiO2的物理性质的物理性质固体固体熔沸点比较高熔沸点比较高不溶于水不溶于水硬度比较大硬度比较大 联想:沙子联想:沙子SiOSiO2是正四面体的空间网
5、状结构,是正四面体的空间网状结构,因此性质很稳定因此性质很稳定 3.SiO2的化学性质的化学性质酸性氧化物酸性氧化物二氧化硅的注意点:二氧化硅的注意点:不不与与水水反应反应(如何制取硅酸?)(如何制取硅酸?)SiO2+H2OH2SiO3实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道为什橡皮塞而不用玻璃塞,你知道为什么吗?么吗?防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成粘稠的粘稠的Na2SiO3,使瓶塞和瓶口粘在一起。,使瓶塞和瓶口粘在一起。在玻璃表面涂上一层石蜡在玻璃表面涂上一层石蜡在石蜡上雕刻出花纹,向在石蜡上雕刻出花纹,向挖空部
6、分加少量氢氟酸挖空部分加少量氢氟酸洗掉酸并去掉石蜡洗掉酸并去掉石蜡特性:特性:与与氢氟酸氢氟酸反应反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O用途用途:刻蚀玻璃花纹刻蚀玻璃花纹结论:结论:氢氟酸不能用玻璃瓶盛装,氢氟酸不能用玻璃瓶盛装,而盛在塑料瓶。而盛在塑料瓶。3.SiO2的化学性质的化学性质SiO2CO2水水CO2+H2O=H2CO3碱碱CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O碱性碱性氧化物氧化物CO2+CaO=CaCO3酸性氧化物酸性氧化物高温高温不反应不反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3与某些与某些盐盐反应反应二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)
7、物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应 不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO=Ca SiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不反应与碳反应SiO2+2C=Si+2COCO2+C=2CO高温高温高温高温高温高温 1、制造半导体材料的主要原料是(、制造半导体材料的主要原料是()A.晶体硅晶体硅 B.二氧化硅二氧化硅 C.石墨石墨 D.硅酸钠硅酸钠2、下列各组物质有关性质关系的比较,正确的是(、下列各组物质有关性质关系的比较,正确
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