二氧化硅物理及化学性质演示教学.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,SiO2,又称硅石。在自然界分布很广，如石英、,石英砂等。白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。,密度,2.22.66.熔点,1670（鳞石英）；,1710（方,石英）。沸点,2230，相对介电常数为,3.9。不溶,于水微溶于酸，呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用。,用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅,0c60f2e,二氧化硅,铁、型砂、单质硅等。,物理性质,二氧化硅又称硅石，化学式,SiO2。自然界中,存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。,沙状二氧化硅,0c60f2e,二氧化硅,结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞,石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明,棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有,不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是,细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂,(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的,4,0c60f2e,二氧化硅,个价电子与,4,个氧原子形成,4,个共价键，硅原子位,于正四面体的中心，4,个氧原子位于正四面体的,4,个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2,是表,示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表,示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。,SiO2,中,SiO,键的键能很高，熔点、沸点较,0c60f2e,二氧化硅,高（熔点,1723，沸点,2230）。,自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低,等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多,孔、质轻、松软的固体，吸附性强。,化学性质,0c60f2e,二氧化硅,化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。是,酸性氧化物，不跟一般酸反应。气态氟化氢或氢氟,酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的强碱,溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属,氧化物在高温下反应生成硅酸盐。用于制造石英玻,璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、,0c60f2e,二氧化硅,光导纤维，陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼，它不,与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢,卤酸以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氢(氢氟,酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水,的氟硅酸：测其二氧化硅的比表面积。,SiO24HF=SiF42H2O,0c60f2e,二氧化硅,酸氧通性：,二氧化硅与碱性氧化物,SiO2CaO=（高温）CaSiO3,二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液：,0c60f2e,二氧化硅,SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,（盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的,原因）,在高温下，二氧化硅能被碳、镁、铝还原：,SiO22C（高温）Si2CO,0c60f2e,二氧化硅,结构,在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内，二,氧化硅的结晶率低到可以被忽略。,二氧化硅材料,尽管熔融石英不是长范围有序，但她却表现出,0c60f2e,二氧化硅,短的有序结构，它的结构可认为是,4,个氧原子位于,四面体的顶点上。多面体中心是一个硅原子。这样，,每,4,个氧原子近似共价键合到硅原子，满足了硅的,化合价外壳。如果每个氧原子是两个多面体的一部,分，则氧的化合价也被满足，结果就成了称为石英,的规则的晶体结构。在熔融石英中，某些氧原子，,0c60f2e,二氧化硅,成为氧桥位，与两个硅原子键合。某些氧原子没有,氧桥，只和一个硅原子键合。可以认为热生长二氧,化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。与无,氧桥位相比，有氧桥的部分越大，氧化层的粘合力,就越大，而且受损伤的倾向也越小。干氧氧化层的,有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。因此，,0c60f2e,二氧化硅,可以认为，SiO2,与其说是原子晶体，却更近似于,离子晶体。氧原子与硅原子之间的价键向离子键过,渡。,