硅无机非金属材料ppt课件

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1、硅无机非金属材料一、单质硅与半导体材料半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。最早使用的半导体材料是锗(Ge)，但由于锗在地壳中含量很低提炼工艺复杂，价格昂贵不适于广泛使用。硅(silicon)在地壳中含量仅次于氧，储量丰富，现已成为应用广泛的半导体材料。1.硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅(非晶硅)两种。灰黑色、硬而脆、有金属光泽的固体。熔点(1410℃)、沸点(2355℃)高、是重要的半导体材料。2.硅的化学性质硅原子最外层有4个电子，可得4个电子，显氧化性；也可失4个电子，显还原性；但都比较难。故常温下，化学性质稳定，只与强碱溶液、HF、F2反应，不与

2、氧气、Cl2、硫酸、盐酸、HNO3等反应，高温下较活泼。Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑常温(1)反应Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑是不是离子反应？如是，写出反应的离子方程式。思考：是Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑(2)硅与强碱溶液的反应是不是氧化还原反应?第一步:Si+4H2O=H4SiO4+2H2↑第二步:H4SiO4=H2SiO3+H2O第三步:H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2ОSi+2NaOH+4H2O=Na2SiO3+3H2O+2H2

3、↑4e高温Si+2Cl2====SiCl4Si+O2===SiO2(放出大量的热,绿色燃料)Si+C===SiC（金刚砂，隔绝空气)Si+2Mg===Mg2Si(离子化合物)Si+2H2====SiH4△高温高温高温现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下可收集到H2多少L?解：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2×23g22.4L11.5gV1(H2)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑28g2×22.4L4.2gV1(H2)V(H2)=5.6+6.72=12.32(L)练习111.5g×22.4L2×23g＝5.6L＝V1(H2)4.2g

4、×2×22.4L28g＝6.72L＝V1(H2)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、含硅4%的钢(硅铁合金)可用来制造变压器铁芯等，含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备。集成电路晶体管3.用途(2)工业制粗硅：SiO2+2C===Si+2CO↑(含杂质的粗硅)高温(3)粗硅提纯：Si+2Cl2===SiCl4高温SiCl4+2H2==4HCl+Si（纯度高的多晶硅)高温(1)在自然界中，只以化合态存在(SiO2或硅酸盐的形式存在)在于地壳的矿物和岩石里在地壳中，硅的含量居第二位。4.制法生成的液态SiCl4经蒸馏，再用H2还原有晶体和无定形两大类。晶

5、体二氧化硅叫石英、水晶、玛瑙，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。二.二氧化硅(SiO2)与光导纤维晶体中每个硅原子通过共价键与周围4个氧原子结合成正四面体形结构单元，硅原子之间通过氧原子连接，晶体中所有原子成一种空间网状结构，化学式为SiO2，不表示有SiO2分子组成，晶体中只有Si、O原子，无分子。1.性质：熔点高、硬度大的固体。2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O所以盛碱性溶液(如NaOH、KOH、Na2CO3、NaSiO3等)溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞)SiO2+CaO===CaSiO3高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO

6、2====CaSiO3+CO2↑高温(1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应.(2)常温与氢氟酸反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O此反应常被用来刻蚀玻璃。(1)无色透明晶体，折射率大可制光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品（水晶、玛瑙）、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。2.用途：(2)功能材料—光导纤维(光纤)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石.光纤除了可以用于通讯外,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。光学纤维胃镜6水晶制品光纤光缆普通电缆信息量大,每根光纤理论上可同时通过10亿路电话8管同轴电缆每条通话1800路原料来源广(

7、石英玻璃),节约有色金属资源较少质量小,每公里27g,不怕腐蚀,铺设方便每公里1.6t成本低,每公里1万元左右每公里20万元性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射(3)光纤光缆与普通电缆比较:光导纤维手术头灯光纤面板石英制品玛瑙光纤路面灯与花园灯：光纤吸顶灯：光纤工程案例外景：光导纤维:光纤系列产品在光学照明及装饰照明方面最具灵活性和完整性，能产生五颜六色，如梦如幻的视觉效果。具有无紫外线，低热量，无电伤害，使用寿命长，色彩变幻丰富等优点。广泛应用于夜总会，宾馆洒店，商场，博物馆，居家装饰等