高一第七章硅和硅酸盐工业
11页1、第七章 硅和硅酸盐工业第一节 碳族元素教学目的与要求:1、使学生了解碳族元素的性质及其递变规律2、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法,并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识;3、培养学生的思考、判断能力。教学重点:1、碳族元素性质递变规律 2、硅和二氧化硅的化学性质教学难点:硅及二氧化硅的化学性质。教学过程:让学生尽可能多地回忆初中及前面化学所学的碳元素的化合物:一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷、乙醇、乙酸等。设问:1、碳元素的结构有什么特点呢? 2、碳元素所在的周期表中的位置如何呢?一、 碳族元素列表比较:元素符号6C14Si32Ge50Sn82Pb元素名称碳硅锗锡铅电子层结构2 42 8 42 8 18 42 8 18 18 42 8 18 32 18 4原子半径随着电了层数的增加,半径逐渐增大元素性质主要化合价4、2(硅无)、4,C、Si、Ge、Sn2价化合物是稳定的,Pb的4价化合物是稳定的。得失电子得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱。性质递变金属性逐渐增强,递变速度很快;非金属性逐渐减弱。单质性质色态从典型非金属快速向金属过
2、渡:不导电半导体导体密度逐渐增大熔沸点逐渐降低与氢化合越来越难,锗、锡、铅不与氢气直接化合化合物性质氢化物稳定性逐渐减小氢化物还原性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强。新课的延伸:关于C60介绍:安排同学们阅读课本资料,强调:1: 1985年发现,1996年三位化学家因此荣获诺贝尔化学奖;碳有多种同素异形体:金刚石、石墨、Cn系列分子(C60是一种单质,它不是化合物,是金刚石和石墨的同素异形体;是由60个C原子靠共价键结合而成的,其中球面由12个五边形和20个六边形构成的球形32面体,其中五边形彼此不相连,只与六边形相连。由于C60分子的结构酷似足球,所以又称其为足球烯。除C60外,具有封闭笼状结构的的还可能有C28 、C32 、C50 、C70 、C84C240 、C540等,统称为富勒烯,不存在离子键)。二、硅讲述:硅在地壳中分布很广,含量居第二位,仅次于氧。单质(自然界无游离态):晶体、无定形 1、硅元素 二氧化硅、硅酸盐:构成矿物及岩石 2、晶体硅的物理性质灰黑色、金属光泽、硬而脆,结构与金刚石相似,有较高的熔沸点及硬度;导电性介于导体与半导体之间,与锗
3、相似,是良好的半导体材料。3、硅的化学性质 与碳元素比较,化学性质相似。安排【讨论】常温下,可与氟气、氢氟酸、强碱反应,不与氧气、氯气、硫酸、硝酸反应加热条件下,在氧气中燃烧:SiO2=SiO2Q硅的用途集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池;硅合金:4%合金变压器铁芯 15%合金耐酸设备5、硅的制备工业上用二氧化硅为原料提取:SiO22C=Si2CO粗硅提纯:粗硅SiCl4纯硅 碳和硅的比较三、二氧化硅1、存在与物理性质:广泛存在于自然界中,也叫硅石,艰硬难熔的固体,代表物为石英晶体水晶2、化学性质:酸性氧化物,不与水、除氢氟酸以外的酸反应SiO2 CaO = CaSiO3SiO2 2NaOH =Na2SiO3+ H2O(提示:硅酸钠溶液为粘稠状液体,常用着矿物胶) 讨论:实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞?实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶?(因为玻璃中含有SiO2,碱液与SiO2反应生成粘稠的硅酸钠,把玻璃塞与瓶口粘住,不能打开。) 3、用途:水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品SiO2是制光导纤维的重要原料较纯的石英用于制造石英玻璃石英砂用于制玻璃的原料及建筑
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