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1、高中化学知识点规律大全 硅和硅酸盐工业1.碳族元素碳族元素 包括碳 (6C、硅 (14Si、锗 (32Ge、锡 (50Sn 和铅 (82Pb5 种元素 .碳族元素位于元素周期表中第 A 族。碳族元素的原子结构 (1 相似性 :最外层电子数均为4 个;主要化合价 :+2 价、 +4 价.其中 C、Si、Ge、Sn 的+4 价化合物稳定 ;Pb 的+2价的化合物稳定 ,但+4 价的 Pb 的化合物却是不稳定的 ,如 PbO2 具有强氧化性。(2 递变规律 :按碳、硅、锗、锡、铅的顺序 ,随着核电荷数的增加 ,电子层数增多 , 原子半径增大 ,失电子能力增强 ,得电子能力减弱 ,非金属性减弱 ,金属
2、性增强。由于碳族元素的最外层为 4 个电子 ,因此由非金属性向金属性递变的趋势很明显。在碳族元素的单质中 ,碳是非金属 ;硅虽然是非金属 ,但却貌似金属 (为灰黑色固体 ,且为半导体 ;锗具有两性 ,但金属性比非金属性强 ,为半导体 ;锡和铅为金属。*C60C60 与金刚石、石墨一样 ,都属于碳的同素异形体。C60 是一种由 60个碳原子构成的单质分子,其形状如球状的多面体 ,在 C60 分子中有 12 个五边形和 20 个六边形。硅 (1 硅在自然界中的含量 :硅在地壳中的含量居第二位(含量第一位的为氧元素。(2 硅在自然界中的存在形式 :自然界中无单质硅 ,硅元素全部以化合态存在 ,如二氧
3、化硅、硅酸盐等 .化合态的硅是构成地壳的矿石和岩石的主要成分。(3 单质硅的物理性质 :单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。其熔点、沸点很高 ,硬度很大 (晶体硅的结构类似于金刚石。晶体硅是半导体。(4 单质硅的化学性质 :在常温下 ,硅的化学性质不活泼 ,不与 O2、 Cl2、H2SO4、HNO3 等发生反应 , 但能与 F2、HF 和强碱反应。例如 :Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2在加热时 ,研细的硅能在氧气中燃烧:Si + O2SiO2(5 用途 :硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件 ,还可制成太阳能电池
4、。利用硅的合金 ,可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。(6 工业制法 .用焦炭在高温下还原SiO2 可制得含有少量杂质的粗硅:SiO2 + 2C Si + 2CO二氧化硅 (1 二氧化硅在自然界中的存在:天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分为二氧化硅晶体 ,透明的石英晶体叫做水晶 ,含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。二氧化硅是一种硬度很大、熔点很高的固体。(2 化学性质 :SiO2 是酸性氧化物 .例如 :SiO2+CaO CaSiO3SiO2 还可与 NaOH 反应 :SiO2 + 2NaOH(水溶液中或熔融态=Na2SiO3 + H2O注意 a.由于 SiO2 与强碱溶液反应生成了粘性很强的Na
5、2SiO3 溶液 ,因此盛放碱性的试剂瓶不能用玻璃塞,以防止瓶塞和瓶子粘在一起.b.SiO2 不溶于水 ,也不与水反应 .因此 ,不能通过 SiO2 与 H2O 反应的方法来制取其对应的水化物 硅酸 (H2SiO3.制取 H2SiO3 的方法如下 :Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3 或 Na2SiO3 + CO2 + H2O =Na2CO3 + H2SiO3硅酸 (H2SiO3 不溶于水 ,其酸性比 H2CO3 还弱。SiO2 能与氢氟酸发生反应 :4HF + SiO2=SiF4 + 2H2OSiO2 是玻璃的主要成分 ,因此盛氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃容器 (可用塑
6、料瓶。(3 用途 :二氧化硅是制造高性能通讯材料 光导纤维的重要原料。石英用来制造石英电子表、石英钟。较纯净的石英用来制造石英玻璃 ,石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等。玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。硅酸盐 (1 自然界中硅酸盐的存在 :硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐约占地壳质量的 5%。粘土的主要成分是硅酸盐。粘土是制造陶瓷器的主要原料。(2 用氧化物的形式来表示硅酸盐的方法:先将硅酸盐中所含的各元素用氧化物形式表示;将各种氧化物按下列顺序进行排列,各氧化物之间用 “”开。例如 :金属
7、氧化物 (有多种金属氧化物时按金属活动顺序表排列SiO2H2ONa2SiO3:Na2OSiO2A12(Si2O5(OH4:A12O32SiO22H2O2.硅酸盐工业硅酸盐工业 以含硅物质为原料经加热而制成硅酸盐产品的工业,叫做硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等的工业都属于硅酸盐工业。2CaSiO新型无机非金属材料 最初的无机非金属材料主要是指硅酸盐材料 ,所以 ,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料 .随着科学和生产技术的发展 ,以及人们生活的需要 ,一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来 ,如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等 ,这些材料称为新型无机非金属材料 .新型无机非金属材料的特性主要有 :能承受高温 ,强度大 ;具有电学特性 ; 具有光学特性 ;具有生物功能 .