专题三 从矿物到基础材料,第三单元 含硅矿物与信息材料,硅谷:,思考:提及到“硅”这一个词,你能联想到哪些?,高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.,半导体:,单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的95%以上.,一硅 1、硅的存在: 只有化合态，无游离态；,在地壳中含量 居第二位。,2.硅的结构,硅的结构类似于金刚石,3.硅的制备,4、物理性质： 灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体 熔、沸点高，硬度大 晶体硅是良好的半导体,5.化学性质,（1）在常温下，硅的化学性质不活泼 只与氟气、氢氟酸和强碱反应 不与氧气、氯气、硫酸、硝 酸等起反应,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4 +2H2 ,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,（2）加热时，硅可与氧气、氯气等非金属反应,Si+2Cl2=SiCl4,硅显还原性,Si+O2=SiO2,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,硅橡胶,6.用途,【 讨论： 】 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含有SiO2),防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。,二、二氧化硅 SiO2,1、二氧化硅的物理性质,熔点高 硬度大 难溶于水,2、二氧化硅的化学性质,不活泼,（1）SiO2是H2SiO3的酸酐，具有酸性氧化物的通性,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,（2）特性,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,3、二氧化硅的存在和用途,存在： 硅石 玛瑙 水晶 石英 沙子 分为:晶体(石英和水晶) 无定形(硅藻土),玛瑙,水晶,石英矿,沙子,水晶,1、信息量大，每根光纤理论上可同时通过10亿路电话。,2、质量小：每公里27g，不怕腐蚀。,3、性能好，抗电磁干扰、保密性强。,4、成本低：每公里1万元左右。,光导纤维的应用,（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有线通信方式。,(2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。,（3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。,练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、蛇纹石：H4Mg3Si2O9 2、钙长石：CaAl2SiO6 3、石棉：CaMg3Si4O12 4、长石：KAlSi3O8 5、普通玻璃： CaNa2Si6O14,CaO 3MgO4SiO2,K2OAl2O36SiO2,CaONa2O6SiO2,3MgO2SiO2 2H2O,CaOAl2O3SiO2,.硅酸钠（Na2SiO3）,可溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”， 是建筑行业使用的一种黏合剂，木材、 纺织品的防腐剂。,性质:白色,胶状,不溶于水的物质 酸性比碳酸弱. 用途:可作干燥剂和催化剂的载体,2.硅酸(H2SiO3),3.硅酸盐产品,a、水泥 b、瓷器 c、玻璃,原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（适量）,4 分子筛 铝硅酸盐：,练习:,1、下列溶液通入过量二氧化碳后，无沉淀的是（ ） A CaCl2 B Ca(ClO)2 C Na2SiO3 D Ca(OH)2 E 饱和Na2CO3溶液,2、写出下列变化的化学方程式：,D,