必修一非金属元素基础知识(人教版课本第四章)
一、硅(P74-P81)
1、硅单质
硅在元素周期表中的位置是在第三周期第Ⅳ A族,原子结构示意图为
电子排布式为1s22s22p63s23p2。硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。硅的性质不活泼但是自然界中没有游离态,只有化合态。
硅单质与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性,是原子晶体的典型代表。常温下只能与F2,HF,强碱溶液反应。硅是一种良好的半导体材料。
在教材的习题中有单质硅的制取方法
2、二氧化硅
二氧化硅是硅最重要的化合物,存在形态有结晶形和无定形两大类,统称硅石。二氧化硅的基本结构单元如图所示,一个硅与四个氧形成四根极性共价键。值得注意的是在SiO2的晶体中,Si原子和Si—O键的比是1:4。
SiO2的主要功能是光导纤维,石英坩埚。SiO2是一个酸性氧化物,即使它可以和HF反应,在高中的范围内,SiO2是唯一一个不溶于水的酸性氧化物。下面列举几个SiO2的参考反应
SiO2+4HF==SiF4+2H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
3、硅酸
硅酸是一种比碳酸还弱的酸,溶解度很小。硅酸的制备是通过可溶性硅酸盐和H+反应而得到,反应生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体,当硅酸浓度较大时则形成软而透明的硅酸凝胶。经脱水后可得到硅胶。是一种良好的干燥剂,也可以用作催化剂的载体。
向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸得到胶体,方程式为Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl
而向稀盐酸中滴加Na2SiO3溶液则得到硅酸沉淀,因为在强酸性环境中胶体会发生聚沉不能形成稳定的胶体。
4、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,分布广。大多数不溶于水(书上是这么写的),化学性质稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成,经混合,粉碎,在玻璃窑中熔融制得。
水泥以黏土和石灰石为主要原料,煅烧后加入适量石膏,研成细粉得到普通水泥。
金刚砂(SiC)和金刚石的结构相似,硬度很大。
二、氯(P82—P88)
氯在元素周期表中的位置是在第三周期第ⅦA族,原子结构示意图为
电子排布式为1s22s22p63s23p5。Cl原子容易得到一个电子而形成氯离子,体现了典型的非金属性。Cl在自然界中以化合态存在。
实验室制取Cl2的方法为:
Cl2在常温下为黄绿色气体,是一种具有强烈的刺激性气味的有毒气体,易液化,称为液氯(纯净物单质)而不是氯水(混合物),氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性,能与大多数金属化合。
(白烟)