化学自习室移动版

一、硅的广泛存在和在地壳中的含量。

硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分

二、硅的原子结构

碳和硅的原子结构示意图

都不易得电子，也不易失电子。主要形成四价的化合物。

硅和碳都是亲氧元素，相比之下，硅的亲氧性更强，在自然中没有游离态存在，总是与氧相互化合的。自然中硅主要以二氧化硅和硅酸盐形式存在。

三、二氧化硅(SiO₂)

1、存在与用途：地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的20％，存在形态有结晶性和无定性两种石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。石英中无色透明的晶体是通常所说的水晶。具有彩色环带状或层状的称为玛瑙(含有杂质)

石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。纯的二氧化硅可用来做光导纤维。

2、结构

二氧化硅                  晶体硅                 二氧化硅中硅－氧原子位置关系

晶体硅结构中的每一个“硅－硅”间切开，中间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1:2，SiO₂只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO₂的小分子。

3、SiO₂的物理性质

无色透明晶体或白色粉末，难溶于水、熔点高、晶体的硬度大。

4、化学性质。

(1)二氧化硅是酸性氧化物，与二氧化碳有相似的性质。(但与水不反应)

玻璃中含有二氧化硅，与碱反应后生成的硅酸钠是一种矿物胶，可以将瓶子与玻璃塞粘在一起，故玻璃瓶装碱性溶液时不可用玻璃塞，要用橡胶塞。

(2)特性。

可以与氢氟酸反应生成四氟化硅气体和水。

SiO₂＋4HF=SiF₄↑＋2H₂O

四、硅酸

1、制备

Na₂SiO₃＋2HCl=2NaCl＋H₂SiO₃↓

2、物理性质：不溶于水的固体。

3、化学性质

(1)硅酸一种很弱的酸，酸性比碳酸还要弱。硅酸钠在空气中久置失效，生成碳酸钠和硅酸。Na₂SiO₃＋H₂O＋CO₂==H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃

(2)它受热或干燥失水可分解生成二氧化硅

H₂SiO₃H₂O＋SiO₂

4、用途

硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶，可做干燥剂或催化剂载体。

五．硅酸盐

1．概念：硅酸盐是由硅、氧、金属等组成的化合物的总称。

2．性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态，大多不溶于水，化学性质稳定

3．硅酸钠

①溶解性：溶于水，水溶液俗称_水玻璃，呈碱性。

②用途：制备硅胶和木材防火剂等的原料。

4．硅酸盐组成的表示：常用_二氧化硅和金属氧化物形式表示。

硅酸钠(Na₂SiO₃)：Na₂O∙SiO₂

钾长石(K₂Al₂Si₆O₁₆)：K₂O∙Al₂O₃∙6SiO₂

蛇纹石(Mg₃H₄Si₂O₉)：3MgO∙ 2SiO₂∙2H₂O

高岭石(Al₂H₄Si₂O₉)：Al₂O₃∙ 2SiO₂∙ 2H₂O

5.常见的硅酸盐产品

6．其他含硅物质

六、硅单质

1．硅单质的分类：分为晶体和无定形两种。

2．晶体硅的结构：类似于金刚石结构。

3．晶体硅物理性质：灰黑色色，有金属光泽的固体，熔点高，硬度多大，是良好的半导体材料。

4．硅的用途：硅芯片，太阳能电池，半导体材料

5．硅的制备

将石英砂(SiO₂)和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为：

SiO₂＋2CSi＋2CO