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1、2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,第七章 硅和硅酸盐工业,第一节 碳族元素,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,一、碳族元素,二、硅,三、二氧化硅,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,6C,14Si,32Ge,50Sn,82Pb,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,1、原子结构,一、碳族元素 (共3个要点),碳族元素在周期表中的位置,原子结构示意图,相同点,最外层有4个电子，在化学反应中既不易得到电子，也不易失去电子，多数元素既表现金属性，又表现非金属性。,递变性,从碳到铅，随着核电荷数增多，电子层数递增，原子半径增大，核对最外层电子引
2、力减弱，原子得电子能力减弱、失去电子能力增强，元素非金属性减弱、金属性增强，单质氧化性减弱、还原性增强。,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,2、元素单质的各种性质：,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,3、碳的第三种同素异形体：,足球烯,(1)发现：1985年，科学家用激光束照射石墨得灰色气体，用有机溶剂萃取得n200的大量簇分子，含60个碳的分子比较多。,(2)合成：将几十伏的电流电压加在两根碳棒上，当两根碳棒距离很小时，就会产生电弧放电导致短路，产生的碳烟中含有大量的C60,再用有机溶剂萃取碳烟。,(3)结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子只跟相邻的三
3、个碳原子形成共价键，60个碳原子构成球形，共32面体，包括12个五边形，20个六边形。,C60图片,晶体图片,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,(4)性质：C60掺杂钾、铷等有超导性，超导起始温度达到18K。北大和科学院合作制得Rb3C60，超导起始温度高达28K，领先于世界先进水平。,(5)成果：最大的足球烯单晶的直径仅为6mm，浙江大学的科学家制取直径为1.3的高品质单晶，走在世界前列。 1996年的诺贝尔授予罗伯特、克罗特和斯莫利等三位科学家，表彰他们有关富勒烯的发现、制备
4、和性质研究。,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,(1)、发现：知道了C60的制备以后，人们的注意力全部集中在观察碳灰上，而日本科学家饭岛澄男却仔细观察了放电后在阳极上产生的沉淀物，是他意外发现了钠米碳管。,(2)、什么是钠米碳管？,石墨有层状结构，可以看作是由原子纸一层一层堆叠而成。若将一层或几层这样的原子纸卷成圆筒形状，就是钠米碳管。中科院解思深教授制得0.5nm碳管，麻省理工学院秦禄昌博士制得最小的钠米碳管0.4nm。,乘座电梯上太空,(3)、应用前景广泛,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,二、硅(共5个要点
5、),1、存在和状态：,(1)只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。,(2)两种同素异形体：晶体硅和无定行硅。,2、物理性质：,灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。,3、化学性质：,不活泼,(1)常温下：,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2,注：其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。,硅晶体的结构,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,(2)加热时：与某些非金属反应,Si+O2=SiO2,Si+2H2=SiH4,4、工业制粗硅：,SiO2+2C=Si+2CO,高温,粗硅
6、提纯：,Si+2Cl2=SiCl4,高温,高温,SiCl4+2H2=Si+4HCl,高温,5、用途：,高纯硅：半导体材料。,合金：,变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性）,耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,三、二氧化硅(共4个要点),1、物理性质：坚硬难熔的固体,有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。,2、化学性质：,十分稳定,(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、强碱反应,4HF+SiO2=SiF4+2H2O,2NaOH+SiO2=Na2SO3+H2O,(所以，不能用磨口玻
7、璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、NaSio3等溶液。),SiO2晶体结构,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,(3)高温时：,SiO2+CaO=CaSiO3,高温,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2,高温,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,高温,3、用途：,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。,注意：硅肺病（矽肺病），长期吸入SiO2粉尘,干态下物质间的反应规律: 高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（CO2）,SiO2+2C=Si+2CO,高温,Na+KCl=NaCl+K,高温,注意：,2019/7/17,该课件由【语文公社】友情提供,4、硅酸及硅酸盐：,(1)硅酸：,硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱：,Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4,H4SiO4=H2SiO3+H2O(易),(2)硅酸盐：,多数不溶于水(Na2SiO3易溶),金属氧化物形式：,Al2(Si2O5)(OH)4,KAlSi3Ox,X=8,K2OAl2O36SiO2,(3)水玻璃：,无色粘稠的溶液，是一种矿物胶，做粘合剂、防腐剂。,Na2SiO3的水溶液,