碳、硅及其化合物課件.ppt

1、常見非金屬及其化合物,H、C、N、O、Si、S、Cl,聰明的人，今天做明天的事；懶惰的人，今天做昨天的事；糊涂的人，把昨天的事也推給明天。,1、掌握常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。2、了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3、以上各部分知識的綜合應(yīng)用,考綱要求,一、非金屬知識主線：,相應(yīng)含氧酸鹽,單質(zhì),氧化物,氧化物對應(yīng)水化物,氣態(tài)氫化物,二、非金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點,【討論】 1非金屬元素數(shù)目？在周期表中所處區(qū)域？與周期序數(shù)的關(guān)系?,非金屬元素在周期表的位置,22種非金屬元素，有6種是稀有氣； 除H外均處于周期表右上方； 每周期非金屬元素數(shù)

2、目=8-周期序數(shù)。,【討論】 2、非金屬元素的結(jié)構(gòu)特點？,除H、He、B外，最外層電子數(shù)4 原子半徑比同周期的金屬元素小,【討論】 3、非金屬元素的成鍵特點？,VIA、VIIA族元素非金屬性較強，易形成離子鍵。與非金屬原子之間形成共價鍵。 IVA、VA族元素難于形成離子鍵，除有N3-外，P、As、Si等均不能形成簡單離子，只能形成共價鍵。,三、非金屬的化學(xué)性質(zhì),R+ ne- = Rn-,氧化性,表現(xiàn)：,可以依據(jù)哪些方法來判斷非金屬的活動性強弱?,?,VIA VIIA,非金屬性,理論:,元素周期表,非金屬性減弱,非金 屬 性 增強,1、與氫氣反應(yīng)的難易程度及對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性。,2、最高價氧化物

3、對應(yīng)水化物酸性的強弱。,3、單質(zhì)氧化性的強弱。,4、對應(yīng)陰離子還原性的強弱。,實驗:,練習(xí)1：甲、乙是同周期的非金屬元素，若原子半徑甲大于乙，則下列四種敘述中正確的是： A、最高價氧化物的水化物的酸性甲比乙強 B、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性甲比乙弱 C、陰離子的還原性甲比乙弱 D、金屬性甲比乙弱,練習(xí)2：已知X、Y、Z氫化物的穩(wěn)定性順序為: XH3 Y Z B非金屬性: X Y Z C原子半徑: X Y Z D離子的還原性: X3- Y2- Z-,Si,H,N,O,S,Cl,C,常見非金屬元素在周期表的位置,碳族元素,CSiGeSnPb,相同點：最外層電子數(shù)均為4個 不同點：從C到Pb電子層數(shù)、 原子

4、半徑依次增大,一、原子結(jié)構(gòu),1、主要化合價為+4、+2； 2、最高價氧化物為XO2型； 3、氫化物為XH4型,二、元素性質(zhì),共性(相似性):,由強到弱,由弱到強,由強到弱,由弱到強,由高到低,非金屬性,金屬性,得電子能力,失電子能力,單質(zhì)熔沸點,遞變性：,C Si Ge Sn Pb,碳和碳的化合物,一、單質(zhì)碳的性質(zhì)：,1、同素異形體,金剛石：,石墨：,C60、C70：,2、化學(xué)性質(zhì)：,（1）可燃性：,（2）還原性：,_晶體,_晶體,_晶體,與H2O、CO2、CuO等反應(yīng),二、碳的氧化物：,酸性氧化物,不成鹽氧化物,可燃性：,還原性：,與Na2O2反應(yīng)：,酸性氧化物的通性：,與金屬反應(yīng)：,CaC

5、O3 +HCl=,三、碳酸鹽和碳酸氫鹽,相互轉(zhuǎn)化：,CO32-,HCO3-,+H+,+OH-或,與酸反應(yīng)：,與堿反應(yīng)：,HCO3-+OH-= CO32-+H2O,與鹽反應(yīng)：,HCO3-+CaCl2=不反應(yīng),與CaCl2或BaCl2等鹽溶液的反應(yīng),CO32-+CaCl2=,硅及其化合物,一、單質(zhì)硅：,在地殼中，硅的含量居第二位；,1、存在,自然界中，硅無游離態(tài)存在，只以化合態(tài)存在（以SiO2或硅酸鹽的形式存在）存在于地殼的礦物和巖石里,灰黑色，硬而脆， 有金屬光澤的固體， 熔點、沸點高硬度大 半導(dǎo)體材料,2、硅晶體的物理性質(zhì),3、硅的晶體結(jié)構(gòu)：,每個硅原子通過4個共用電子對與周圍4個硅原子連接，

6、成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間延伸，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,4、化學(xué)性質(zhì)：,只與強堿、氟化氫、氟氣反應(yīng)，,常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與硫酸、鹽酸、硝酸等反應(yīng),Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 ,高溫下，具有強還原性,5、制取和提純,制取粗硅：,粗硅提純：,（1）制集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體材料 （2）含硅4%的鋼可制變壓器鐵芯 （3）含硅15%的鋼具有耐酸性，制耐酸設(shè)備,6、用途,二、二氧化硅,1、可分為晶體(石英和水晶)和無定形(硅藻土)，統(tǒng)稱為硅石,2、晶體結(jié)構(gòu),晶體中每個硅原子通過共價鍵與周圍4個氧原子結(jié)合成正四面體形結(jié)

7、構(gòu)單元,每個硅原子與兩個氧原子連接, 形成一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是原子晶體。,3、物理性質(zhì),硬度大,熔點高,難溶于水,4、化學(xué)性質(zhì)：,（1）酸性氧化物的通性：,與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2+CaO=CaSiO3 與強堿反應(yīng)：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 與鹽反應(yīng)：SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 不與水反應(yīng) ：SiO2+H2OH2SiO3,（2）特性：與氫氟酸反應(yīng) SiO2+4HF=SiF4+2H2O,5、用途,制光導(dǎo)纖維 石英玻璃制化學(xué)儀器 石英表、石英鐘 水晶制光學(xué)儀器和工藝品 瑪瑙制精密軸承和裝飾品,種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成,三、

8、硅酸和硅酸鹽,1、硅酸：,比碳酸弱，難溶于水，受熱易分解,其干膠稱為硅膠，可作干燥劑。,2、硅酸鹽,如Na2SiO3,Na2OSiO2,K(Al2Si3O10)(OH)2,K2O2Al2O36SiO22H2O,水泥、玻璃、陶瓷,硅酸鹽工業(yè),以含硅物質(zhì)為原料經(jīng)加熱制成硅酸鹽材料的制造工業(yè)叫硅酸鹽工業(yè)。,以粘土和石灰石為主要原料，經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，并研成細粉就得到普通水泥。 普通水泥的主要成分： 硅酸三鈣（3CaOSiO2） 硅酸二鈣（2CaOSiO2） 鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）等。,一、水泥工業(yè),2、反應(yīng)原理,1、主要原料：純堿、石灰石和石英。,3、組成：,

9、二、玻璃工業(yè),Na2O CaO 6SiO2,幾種常見玻璃簡介,普通玻璃,因混有鐵的化合物顯淺綠色,藍玻璃,紅玻璃,化學(xué)儀器玻璃,如試管等,光學(xué)儀器玻璃,如放大鏡,鋼化玻璃,光纖玻璃,光導(dǎo)纖維：1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽為“纖維光學(xué)之父”。比頭發(fā)絲還細的一對光導(dǎo)纖維上同時傳送3萬門電話且中繼距離長達2050Km，保密性能好。,在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。,把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機械強度比普通玻璃大46倍，不易破碎。,陶與瓷的異同之處：,共同點：都是硅酸鹽產(chǎn)品 不同點：原料、溫度、陶瓷的強度、顏色、厚度、透水性、質(zhì)地等方面有區(qū)別。,陶瓷的優(yōu)點和用途：具有抗氧化性、抗酸堿 腐蝕、耐高溫、絕緣、已成型等優(yōu)點，有著 廣泛的用途。例如：化學(xué)實驗中用的坩堝、 蒸發(fā)皿等也是陶瓷制品。,合金A由4種單質(zhì)組成，經(jīng)過一系列反應(yīng)分別進入了沉淀或氣體中,試回答：