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化学学科备考知识点:硅思维导图模板大纲
一、硅元素
1.硅元素的存在
在自然界中硅全部以化合态存在,硅是构成岩石和许多矿物的基本元素,在地壳中的含量仅次于氧,达到26.3%。硅的氧化物和硅酸盐是硅的主要存在形式。
2.硅原子的结构
硅原子的最外层上有4个电子,其原子既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。
二、二氧化硅
1.存在
地球上天然的二氧化硅也叫硅石,是一种坚硬难熔的固体,有结晶形和无定形两大类。石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅(SiO2)。
2.结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体网状结构,晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2,不存在单个的SiO2分子。在SiO2晶体中,每个Si原子周围结合4O,Si在四面体的中心,氧原子在四面体的定点,同时每个O与2个Si相连,每个氧原子为2个四面体共有。
三、硅的性质
1.物理性质
二氧化硅是坚硬、难熔的固体,不溶于水,不导电,纯净的二氧化硅晶体无色透明。
2.化学性质
硅原子位于元素周期表第IV主族,它的原子序数为Z=14,核外有14个电子。电子在原子核外,按能级由低硅原子到高,由里到外,层层环绕,这称为电子的壳层结构。
加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用,也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中,可溶于碱溶液中,并有氢气放出,形成相应的碱金属硅酸盐溶液,于赤热温度下,与水蒸气能发生作用。
四、硅的用途
1.高纯的单晶硅是重要的半导体材料。
2.金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。
3.光导纤维通信,最新的现代通信手段。
4.性能优异的硅有机化合物。