【2025届一轮】第8讲 碳、硅及无机非金属材料

文摘   2024-08-03 13:21   广东  

物质
用途
金刚石
切割玻璃
石墨
润滑剂、导电材料
硅单质
制造芯片、太阳能电池
二氧化硅
光导纤维
硅酸
干燥剂
水玻璃
防火材料

一、碳单质

元素在元素周期表中的位置?元素分区?第IVA族价电子排布?

碳的同素异形体

二、碳的其他化合物

CO与CO2毒性、还原性、氧化性

碳酸盐与碳酸氢盐:溶解性、热稳定性、溶液pH

【拓展延伸】

碳达峰:在某一个时点,二氧化碳的排放不再增长达到峰值,之后逐步回落。

碳中和:指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。

三、硅单质

元素位置:第三周期、IVA族,处于金属和非金属的过渡位置

硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是一种重要的半导体材料,被广泛用于制造芯片和太阳能电池。

结构特点:最外层4个电子不易得失电子

分类:晶体和无定形两大类

硅单质、金刚石、碳化硅三者熔点比较?原因?

粗硅的工业制法注意点:

焦炭足量,产物之一为CO,且C会和Si、SiO2继续反应生成SiC

整个过程不能混入水蒸气,否则SiHCl3等物质会水解成H2SiO3

需要用H2还原SiHCl3等物质才能得到高纯硅

四、二氧化硅

类别视角:酸性氧化物,但与CO2、SO2不同,SiO2为原子直接构成的物质(共价晶体),它是一种高熔点、高硬度的无色晶体,不溶于水。

价态视角:硅为+4价,最高价具有氧化性

特性视角:常温下对于盐酸、硫酸等显惰性但可与氢氟酸(HF)反应;折射率合适,能够发生全反射,储量丰富,成本价格较为低廉,用于制造光导纤维

五、硅酸

类别通性:弱酸性(向硅酸盐中通入CO2或者加盐酸等强酸)、不稳定性

硅酸物质特性:吸水性、干燥剂

六、硅酸盐

写法:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物间以“·”隔开

七、传统无机非金属材料

陶瓷原料:黏土(含水的铝硅酸盐)

玻璃原料:纯碱、石灰石和石英砂(主要成分SiO2

水泥原料:黏土、石灰石、石膏

八、新型无机非金属材料

九、碳族其他元素

SnCl4制备、铅酸蓄电池


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