高中化学《单质硅》知识点汇总.doc

高中化学《单质硅》知识点汇总 硅： ①元素符号：Si ②原子结构示意图： ③电子式： ④周期表中位置：第三周期ⅣA族 ⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在 ⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅 硅的物理性质和化学性质： （1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 （2）化学性质：化学性质不活泼 ①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应 ②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合 (4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅有关的反应为： 碳族元素中碳和硅的一些特殊规律: 1.金刚石和晶体硅都是原l 8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃 SiH4+2O2==SiO2+2H2O 9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。

10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能. 11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应. SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O 12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐 CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O CO2+NaOH==NaHCO3 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O 13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3 Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓ Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 硅及其化合物的几种反常现象: 1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2CSi+2CO↑ 2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有： Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O① 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O② Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③ 在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。

3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2 4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为： SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓ H4SiO4==H2SiO3+H2O 5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。

6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用 SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性 7．H2CO3的酸性强于H2SiO3但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有： 2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑ NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑ 上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸 硅的用途： 高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。