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1、無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角 硅硅地殼里所含各種元素的質(zhì)量百分比硅及其化合物制品硅及其化合物制品計算機芯片計算機芯片傳導(dǎo)電話的光纜傳導(dǎo)電話的光纜玻璃儀器玻璃儀器沙沙【閱讀】教材P62-65，討論并思考下列問題：n回憶碳元素的原子結(jié)構(gòu)，可否把你對硅的初步認(rèn)識跟同學(xué)共享？n為什么硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地殼中質(zhì)量的90%以上？n列舉1-2種你所見過的含硅元素的物質(zhì)。n回憶二氧化碳的性質(zhì)，嘗試推測二氧化硅的性質(zhì)？（建議列表比較）單質(zhì)硅單質(zhì)硅硅芯片和計算機硅芯片和計算機二氧化硅（SiO2 2）硅酸鹽硅元素的存在形式 （自然界中）n硅的物理性質(zhì)：硅是灰黑色

2、有金屬光澤、硬而脆的固體。硅的硬度較大、熔點和沸點較高。n硅晶體結(jié)構(gòu)：原子晶體（與金剛石晶體結(jié)構(gòu)相似）碳硅結(jié)構(gòu)特點 碳和硅均位于元素周期表第A族，硅位于碳的下方。其原子結(jié)構(gòu)的最外層均有4個電子，既不易失去又不易得到電子，主要形成四價的化合物。與碳相似，單質(zhì)硅有晶體和無定形兩種。晶體硅和金剛石的結(jié)構(gòu)相似。存在 在地殼中主要形成石灰?guī)r和碳酸鹽等礦物質(zhì)。在地殼中的含量僅次于氧，居第二位。在自然界中只有以化合態(tài)存在的硅，如熔點很高的氧化物（二氧化硅）及硅酸鹽。物理性質(zhì) 金剛石的熔點和沸點高，堅硬，不溶于水。金剛石是絕緣體，石墨是電的良導(dǎo)體。晶體硅是具有金屬光澤的灰黑色固體，熔點和沸點高，堅硬，不溶于水

3、。其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和不良導(dǎo)體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。化學(xué)性質(zhì) 硅和碳相似，常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸1 1、二氧化硅（、二氧化硅（SiOSiO2 2）天然二氧化硅（存在形式）結(jié)晶（四面體結(jié)構(gòu)）無定形天然水晶天然水晶石石 英英 制制 品品水晶及制品水晶及制品水水 晶晶 制制 品品瑪瑪 瑙瑙n物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：n二氧化硅是一種堅硬難熔的固體。二氧化硅是一種堅硬難熔的固體。n化學(xué)穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性：十分穩(wěn)定，不與酸十分穩(wěn)定，不與酸（除氫氟酸外）發(fā)生反應(yīng)。（除氫氟酸外）發(fā)生反應(yīng)。二氧化碳 二氧化硅 存在 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng) 與酸反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng) 與

4、CaO反應(yīng) 用途 空氣空氣.存在于巖石中，硅石、石英、水晶、存在于巖石中，硅石、石英、水晶、砂子、硅藻土都含有砂子、硅藻土都含有SiO2 熔、沸點低，常溫時熔、沸點低，常溫時是氣體，微溶于水是氣體，微溶于水 堅硬難熔的固體，不溶于水堅硬難熔的固體，不溶于水 CO2+H2O H H2 2COCO3 3 不反應(yīng)不反應(yīng) 不反應(yīng)不反應(yīng)除氫氟酸外不反應(yīng)除氫氟酸外不反應(yīng)SiO2+4HF=SiF=SiF4+2H+2H2 2O O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+CaO CaCO3 SiO2+CaO CaSiO3 飲料、制堿等飲料、制堿等 光導(dǎo)纖

5、維、滑雪儀器、光學(xué)儀光導(dǎo)纖維、滑雪儀器、光學(xué)儀器、鐘表、電子部件等器、鐘表、電子部件等 與氫氟酸反應(yīng)：與氫氟酸反應(yīng)：SiO2 +4HF=SiF4 +2H2O與堿性氧化物反應(yīng)：與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2 +CaO CaSiO3與強堿反應(yīng)：與強堿反應(yīng)：SiO2 +2NaOH=Na2SiO3 +H2O=高溫高溫 光光 纖纖 光光 纜纜 普普 通通 電電 纜纜 信息量大信息量大,每根光纖理論每根光纖理論上可同時通過上可同時通過10億路電億路電話話 8管同軸電管同軸電纜每條通話纜每條通話1800路路 原料來源廣原料來源廣(石英玻璃石英玻璃),節(jié)約有色金屬節(jié)約有色金屬 資源較少資源較少 質(zhì)量小質(zhì)量小,每公

6、里每公里27 g,不怕不怕腐蝕腐蝕,鋪設(shè)方便鋪設(shè)方便 每公里每公里1.6 t 成本低成本低,每公里每公里1萬元左萬元左右右 每公里每公里20萬萬元元 性能好性能好,抗電磁干擾保密抗電磁干擾保密性強性強,能防竊聽能防竊聽,不發(fā)生不發(fā)生電輻射電輻射 不抗電磁干不抗電磁干擾，發(fā)生電擾，發(fā)生電輻射輻射光導(dǎo)纖維，簡稱“光纖”，是一種能利用光的全反射作用來傳導(dǎo)光線的透明度極高的細(xì)絲。為了防止光線在傳導(dǎo)過程中“泄露”，必須給細(xì)絲穿上“外套”。所以，光導(dǎo)纖維的構(gòu)造一般由芯線和外包皮層這兩部分組成。外包皮層的折射率通常比芯線的折射率小，這樣，進(jìn)入芯線的光線在芯線與外包皮層的界面上做多次全反射而曲折前進(jìn)，不會透過

7、界面，仿佛光線被外包皮層緊緊地封閉在芯線內(nèi)，光線只能沿著芯線傳送。光纖傳導(dǎo)光線的原理示意圖光纖傳導(dǎo)光線的原理示意圖醫(yī)生正在用光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡檢查病情醫(yī)生正在用光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡檢查病情2 2、硅酸（、硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）n物理性質(zhì)：溶解性很小n化學(xué)性質(zhì)：是一種弱酸；硅酸濃度較大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。（硅膠常用作干燥劑）硅酸的實驗室制法：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl水下凝固水泥用于建造燈塔基座水下凝固水泥用于建造燈塔基座玻璃制造車間玻璃制造車間 藍(lán)色（加藍(lán)色（加Co2O3）彩色玻璃彩色玻璃 紅色（加紅色（加Cu2O）壓電陶瓷點火器壓電陶瓷點火器發(fā)動機中的氮化硅陶瓷部件發(fā)動機中的氮化硅陶瓷部件生物陶瓷制品生物陶瓷制品