第四章

非金属及其化合物

第一节 无机非金属材料的主角----硅

硅元素在地壳中的含量

一、硅的存在

岩石

沙子

土壤

存在：没有游离态，只有化合态 分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本 元素。

C

Si 最外层电子数都是4。

硅和碳一样,其原子既不易失去电子， 也不易得到电子，所以硅的化学性质不 活泼,主要形成四价化合物。

一、二氧化硅和硅酸已知碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧 性强于碳的亲氧性。

Si无单质状态 化合态：硅的氧化物和硅酸盐

1、二氧化硅( SiO2 ) (1)存在: 天然的SiO2称为硅石

水晶 结晶形(石英晶体) 玛瑙硅石

无色透明 彩色环带或层状

无定形——硅藻土

天 然 水 晶

天然玛瑙

(2)二氧化硅晶体结构示意图Si O109º 28´

180º

[SiO4]四面体结构

每个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个 顶角。同时每个O原子周围结合2个Si原子。 氧原子与硅原子个数比为2:1,用SiO2来表示。组成表示O 与Si的原子个数比,不是分子式而是化学式。

立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和 化学性质。

(3)、二氧化硅的用途①制光导纤维②石英玻璃制化学仪器 ③制石英表、石英钟 ④水晶制光学仪器和工艺品 ⑤玛瑙制精密轴承和装饰品

玛 瑙 制 品

(4)、二氧化硅的性质 a.物理性质： 硬度大、熔点高、难溶于水

B、化学性质：

化学性质很不活泼，氢氟酸 ( HF)是唯一与之反应的酸。

1、SiO2+4HF=SiF4 +2H2O玻璃中含有SiO2,所以可以用HF来 刻蚀玻璃。HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用 玻璃瓶而要用塑料瓶。