1、高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全硅和硅酸鹽工業(yè)1碳族元素碳族元素 包括碳(6C)、硅(14Si)、鍺(32Ge)、錫(50Sn)和鉛(82Pb)5種元素碳族元素位于元素周期表中第A族。碳族元素的原子結(jié)構(gòu)(1) 相似性：最外層電子數(shù)均為4個(gè)；主要化合價(jià)：+2價(jià)、+4價(jià)其中C、Si、Ge、Sn的+4價(jià)化合物穩(wěn)定；Pb的+2價(jià)的化合物穩(wěn)定，但+4價(jià)的Pb的化合物卻是不穩(wěn)定的，如PbO2具有強(qiáng)氧化性。(2)遞變規(guī)律：按碳、硅、鍺、錫、鉛的順序，隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)。由于碳族元素的最外層為4個(gè)電子，因此由非金屬性向金屬性遞變的趨勢

2、很明顯。在碳族元素的單質(zhì)中，碳是非金屬；硅雖然是非金屬，但卻貌似金屬(為灰黑色固體)，且為半導(dǎo)體；鍺具有兩性，但金屬性比非金屬性強(qiáng)，為半導(dǎo)體；錫和鉛為金屬。*C60 C60與金剛石、石墨一樣，都屬于碳的同素異形體。C60是一種由60個(gè)碳原子構(gòu)成的單質(zhì)分子，其形狀如球狀的多面體，在C60分子中有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形。硅(1)硅在自然界中的含量：硅在地殼中的含量居第二位(含量第一位的為氧元素)。(2)硅在自然界中的存在形式：自然界中無單質(zhì)硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、硅酸鹽等化合態(tài)的硅是構(gòu)成地殼的礦石和巖石的主要成分。(3)單質(zhì)硅的物理性質(zhì)：單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰

3、黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高，硬度很大(晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石)。晶體硅是半導(dǎo)體。(4)單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)：在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與O2、Cl2、H2SO4、HNO3等發(fā)生反應(yīng)，但能與F2、HF和強(qiáng)堿反應(yīng)。例如：Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2在加熱時(shí)，研細(xì)的硅能在氧氣中燃燒：Si + O2 SiO2 (5)用途：硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可制成太陽能電池。利用硅的合金，可用來制造變壓器鐵芯和耐酸設(shè)備等。(6)工業(yè)制法用焦炭在高溫下還原SiO2可制得含有少量雜質(zhì)的粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO二氧

4、化硅(1)二氧化硅在自然界中的存在：天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分為二氧化硅晶體，透明的石英晶體叫做水晶，含有有色雜質(zhì)的石英晶體叫做瑪瑙。二氧化硅是一種硬度很大、熔點(diǎn)很高的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)：SiO2是酸性氧化物例如： SiO2+CaO CaSiO3SiO2 還可與NaOH反應(yīng)：SiO2 + 2NaOH(水溶液中或熔融態(tài)) Na2SiO3 + H2O注意 a由于SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成了粘性很強(qiáng)的Na2SiO3溶液，因此盛放堿性的試劑瓶不能用玻璃塞，以防止瓶塞和瓶子粘在一起bSiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)因此，不能通過SiO2與H2O反應(yīng)的方法來制取其對應(yīng)的水化物硅酸(H2SiO3)制

5、取H2SiO3的方法如下：Na2SiO3 + 2HCl 2NaCl + H2SiO3或 Na2SiO3 + CO2 + H2O Na2CO3 + H2SiO3硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比H2CO3還弱。SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)： 4HF + SiO2SiF4 + 2H2OSiO2是玻璃的主要成分，因此盛氫氟酸的試劑瓶不能用玻璃容器（可用塑料瓶）。(3)用途：二氧化硅是制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維的重要原料。石英用來制造石英電子表、石英鐘。較純凈的石英用來制造石英玻璃，石英玻璃常用來制造耐高溫的化學(xué)儀器。水晶常用來制造電子工業(yè)中的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品和眼鏡片等。瑪瑙用于制造精密儀

6、器軸承、耐磨器皿和裝飾品。硅酸鹽(1)自然界中硅酸鹽的存在：硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，自然界中存在的各種天然硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的5。粘土的主要成分是硅酸鹽。粘土是制造陶瓷器的主要原料。(2)用氧化物的形式來表示硅酸鹽的方法：先將硅酸鹽中所含的各元素用氧化物形式表示；將各種氧化物按下列順序進(jìn)行排列，各氧化物之間用“· ”開。例如：金屬氧化物(有多種金屬氧化物時(shí)按金屬活動(dòng)順序表排列)SiO2H2ONa2SiO3： Na2O·SiO2 A12(Si2O5)(OH)4： A12O3·2SiO2·2H2O2硅酸鹽工業(yè)硅酸鹽工業(yè) 以含硅物質(zhì)為原料經(jīng)加熱而制成硅

7、酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)，叫做硅酸鹽工業(yè)。如制造水泥、玻璃、陶瓷等的工業(yè)都屬于硅酸鹽工業(yè)。水泥、玻璃、陶瓷的比較水 泥玻 璃陶 瓷生產(chǎn)原料粘土、石灰石、石膏純堿、石灰石、石英(過量)粘土生產(chǎn)設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯生產(chǎn)原理將原料磨細(xì)，混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，并研成細(xì)粉Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2燒制前在坯體上涂彩釉主要成分硅酸三鈣(3CaO·SiO2)硅酸二鈣(2CaO·SiO2)鋁酸三鈣(3CaO·A12O3)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2SiO3·CaSiO3·4S

8、iO2或Na2O·CaO·6SiO2）重要性質(zhì)具有水硬性，跟水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬無固定熔點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸熔化（玻璃態(tài)物質(zhì)）具有抗氧性，耐高溫，絕緣，易成形種類礦渣硅酸鹽水泥、沸石巖水泥有色玻璃：(加入Co2O3后的玻璃呈藍(lán)色，加入Cu2O后的玻璃呈紅色普通玻璃呈淡綠色是因?yàn)樵现谢煊蠪e2+)、石英玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼化玻璃土器、陶器、炻器、瓷器3新型無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料 最初的無機(jī)非金屬材料主要是指硅酸鹽材料，所以，硅酸鹽材料也稱為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，以及人們生活的需要，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新材料被相繼研制出來，如半導(dǎo)體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等，這些材料稱為新型無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料的特性主要有：能承受高溫，強(qiáng)度大；具有電學(xué)特性；具有光學(xué)特性；具有生物功能高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維高溫結(jié)構(gòu)陶瓷光導(dǎo)纖維(光纖)氧化鋁陶瓷(人造剛玉)氮化硅陶瓷性能經(jīng)受高溫，不怕氧化，耐酸堿腐蝕，硬度大，耐磨損，密度小傳導(dǎo)光能力很強(qiáng)，能同時(shí)傳輸大量信息；抗干擾性能好，不發(fā)生電磁輻射