碳、硅及其化合物课件.ppt

1、常见非金属及其化合物,H、C、N、O、Si、S、Cl,聪明的人，今天做明天的事；懒惰的人，今天做昨天的事；糊涂的人，把昨天的事也推给明天。,1、掌握常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质，了解其应用。2、了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3、以上各部分知识的综合应用,考纲要求,一、非金属知识主线：,相应含氧酸盐,单质,氧化物,氧化物对应水化物,气态氢化物,二、非金属元素在周期表中的位置和结构特点,【讨论】 1非金属元素数目？在周期表中所处区域？与周期序数的关系?,非金属元素在周期表的位置,22种非金属元素，有6种是稀有气； 除H外均处于周期表右上方； 每周期非金属元素数

2、目=8-周期序数。,【讨论】 2、非金属元素的结构特点？,除H、He、B外，最外层电子数4 原子半径比同周期的金属元素小,【讨论】 3、非金属元素的成键特点？,VIA、VIIA族元素非金属性较强，易形成离子键。与非金属原子之间形成共价键。 IVA、VA族元素难于形成离子键，除有N3-外，P、As、Si等均不能形成简单离子，只能形成共价键。,三、非金属的化学性质,R+ ne- = Rn-,氧化性,表现：,可以依据哪些方法来判断非金属的活动性强弱?,?,VIA VIIA,非金属性,理论:,元素周期表,非金属性减弱,非金 属 性 增强,1、与氢气反应的难易程度及对应氢化物的稳定性。,2、最高价氧化物

3、对应水化物酸性的强弱。,3、单质氧化性的强弱。,4、对应阴离子还原性的强弱。,实验:,练习1：甲、乙是同周期的非金属元素，若原子半径甲大于乙，则下列四种叙述中正确的是： A、最高价氧化物的水化物的酸性甲比乙强 B、气态氢化物的稳定性甲比乙弱 C、阴离子的还原性甲比乙弱 D、金属性甲比乙弱,练习2：已知X、Y、Z氢化物的稳定性顺序为: XH3 Y Z B非金属性: X Y Z C原子半径: X Y Z D离子的还原性: X3- Y2- Z-,Si,H,N,O,S,Cl,C,常见非金属元素在周期表的位置,碳族元素,CSiGeSnPb,相同点：最外层电子数均为4个 不同点：从C到Pb电子层数、 原子

4、半径依次增大,一、原子结构,1、主要化合价为+4、+2； 2、最高价氧化物为XO2型； 3、氢化物为XH4型,二、元素性质,共性(相似性):,由强到弱,由弱到强,由强到弱,由弱到强,由高到低,非金属性,金属性,得电子能力,失电子能力,单质熔沸点,递变性：,C Si Ge Sn Pb,碳和碳的化合物,一、单质碳的性质：,1、同素异形体,金刚石：,石墨：,C60、C70：,2、化学性质：,（1）可燃性：,（2）还原性：,_晶体,_晶体,_晶体,与H2O、CO2、CuO等反应,二、碳的氧化物：,酸性氧化物,不成盐氧化物,可燃性：,还原性：,与Na2O2反应：,酸性氧化物的通性：,与金属反应：,CaC

5、O3 +HCl=,三、碳酸盐和碳酸氢盐,相互转化：,CO32-,HCO3-,+H+,+OH-或,与酸反应：,与碱反应：,HCO3-+OH-= CO32-+H2O,与盐反应：,HCO3-+CaCl2=不反应,与CaCl2或BaCl2等盐溶液的反应,CO32-+CaCl2=,硅及其化合物,一、单质硅：,在地壳中，硅的含量居第二位；,1、存在,自然界中，硅无游离态存在，只以化合态存在（以SiO2或硅酸盐的形式存在）存在于地壳的矿物和岩石里,灰黑色，硬而脆， 有金属光泽的固体， 熔点、沸点高硬度大 半导体材料,2、硅晶体的物理性质,3、硅的晶体结构：,每个硅原子通过4个共用电子对与周围4个硅原子连接，

6、成正四面体结构，向空间延伸，形成空间网状结构。,4、化学性质：,只与强碱、氟化氢、氟气反应，,常温下，化学性质稳定，不与硫酸、盐酸、硝酸等反应,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 ,高温下，具有强还原性,5、制取和提纯,制取粗硅：,粗硅提纯：,（1）制集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料 （2）含硅4%的钢可制变压器铁芯 （3）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备,6、用途,二、二氧化硅,1、可分为晶体(石英和水晶)和无定形(硅藻土)，统称为硅石,2、晶体结构,晶体中每个硅原子通过共价键与周围4个氧原子结合成正四面体形结

7、构单元,每个硅原子与两个氧原子连接, 形成一种空间网状结构，是原子晶体。,3、物理性质,硬度大,熔点高,难溶于水,4、化学性质：,（1）酸性氧化物的通性：,与碱性氧化物反应：SiO2+CaO=CaSiO3 与强碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 与盐反应：SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 不与水反应 ：SiO2+H2OH2SiO3,（2）特性：与氢氟酸反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O,5、用途,制光导纤维 石英玻璃制化学仪器 石英表、石英钟 水晶制光学仪器和工艺品 玛瑙制精密轴承和装饰品,种类繁多，结构复杂，用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,三、

8、硅酸和硅酸盐,1、硅酸：,比碳酸弱，难溶于水，受热易分解,其干胶称为硅胶，可作干燥剂。,2、硅酸盐,如Na2SiO3,Na2OSiO2,K(Al2Si3O10)(OH)2,K2O2Al2O36SiO22H2O,水泥、玻璃、陶瓷,硅酸盐工业,以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业。,以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。 普通水泥的主要成分： 硅酸三钙（3CaOSiO2） 硅酸二钙（2CaOSiO2） 铝酸三钙（3CaOAl2O3）等。,一、水泥工业,2、反应原理,1、主要原料：纯碱、石灰石和石英。,3、组成：,

9、二、玻璃工业,Na2O CaO 6SiO2,几种常见玻璃简介,普通玻璃,因混有铁的化合物显浅绿色,蓝玻璃,红玻璃,化学仪器玻璃,如试管等,光学仪器玻璃,如放大镜,钢化玻璃,光纤玻璃,光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达2050Km，保密性能好。,在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。,把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。,陶与瓷的异同之处：,共同点：都是硅酸盐产品 不同点：原料、温度、陶瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。,陶瓷的优点和用途：具有抗氧化性、抗酸碱 腐蚀、耐高温、绝缘、已成型等优点，有着 广泛的用途。例如：化学实验中用的坩埚、 蒸发皿等也是陶瓷制品。,合金A由4种单质组成，经过一系列反应分别进入了沉淀或气体中,试回答：