高中化學知識點規律大全
——矽和矽酸鹽工業
1．碳族元素
[碳族元素] 包括碳(6c)、矽(14si)、鍺(32ge)、錫(50sn)和鉛(82pb)5種元素．碳族元素位於元素週期表中第ⅳa族。
[碳族元素的原子結構]
(1) 相似性：
①最外層電子數均為4個；
②主要化合價：+2價、+4價．其中c、si、ge、sn的+4價化合物穩定；pb的+2價的化合物穩定，但+4價的pb的化合物卻是不穩定的，如pbo2具有強氧化性。
(2)遞變規律：按碳、矽、鍺、錫、鉛的順序，隨著核電荷數的增加，電子層數增多，原子半徑增大，失電子能力增強，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強。由於碳族元素的最外層為4個電子，因此由非金屬性向金屬性遞變的趨勢很明顯。
在碳族元素的單質中，碳是非金屬；矽雖然是非金屬，但卻貌似金屬(為灰黑色固體)，且為半導體；鍺具有兩性，但金屬性比非金屬性強，為半導體；錫和鉛為金屬。
*[c60] c60與金剛石、石墨一樣，都屬於碳的同素異形體。c60是一種由60個碳原子構成的單質分子，其形狀如球狀的多面體，在c60分子中有12個五邊形和20個六邊形。
[矽](1)矽在自然界中的含量：矽在地殼中的含量居第二位(含量第一位的為氧元素)。
(2)矽在自然界中的存在形式：自然界中無單質矽，矽元素全部以化合態存在，如二氧化矽、矽酸鹽等．化合態的矽是構成地殼的礦石和岩石的主要成分。
(3)單質矽的物理性質：單質矽有晶體矽和無定形矽兩種。晶體矽是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。其熔點、沸點很高，硬度很大(晶體矽的結構類似於金剛石)。晶體矽是半導體。
(4)單質矽的化學性質：
①在常溫下，矽的化學性質不活潑，不與o2、cl2、h2so4、hno3等發生反應，但能與f2、hf和強鹼反應。例如：si + 2naoh + h2o ＝na2sio3 + 2h2↑
②在加熱時，研細的矽能在氧氣中燃燒：si + o2 sio2
(5)用途：
①矽可用來製造積體電路、電晶體、矽整流器等半導體器件，還可製成太陽能電池。
②利用矽的合金，可用來製造變壓器鐵芯和耐酸裝置等。
(6)工業制法．用焦炭在高溫下還原sio2可製得含有少量雜質的粗矽：
sio2 + 2c si + 2co↑
[二氧化矽]
(1)二氧化矽在自然界中的存在：天然二氧化矽叫矽石。石英的主要成分為二氧化矽晶體，透明的石英晶體叫做水晶，含有有色雜質的石英晶體叫做瑪瑙。
二氧化矽是一種硬度很大、熔點很高的固體。
(2)化學性質：
①sio2是酸性氧化物．例如： sio2+cao casio3
sio2 還可與naoh反應：sio2 + 2naoh(水溶液中或熔融態) ＝na2sio3 + h2o
注意 a．由於sio2與強鹼溶液反應生成了粘性很強的na2sio3溶液，因此盛放鹼性的試劑瓶不能用玻璃塞，以防止瓶塞和瓶子粘在一起．
b．sio2不溶於水，也不與水反應．因此，不能通過sio2與h2o反應的方法來製取其對應的水化物——矽酸(h2sio3)．製取h2sio3的方法如下：
na2sio3 + 2hcl ＝2nacl + h2sio3↓
或 na2sio3 + co2 + h2o ＝na2co3 + h2sio3↓
矽酸(h2sio3)不溶於水，其酸性比h2co3還弱。
②sio2能與氫氟酸發生反應： 4hf + sio2＝sif4 + 2h2o
sio2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：
①二氧化矽是製造高效能通訊材料——光導纖維的重要原料。
②石英用來製造石英電子錶、石英鐘。較純淨的石英用來製造石英玻璃，石英玻璃常用來製造耐高溫的化學儀器。
③水晶常用來製造電子工業中的重要部件、光學儀器、工藝品和眼鏡片等。
④瑪瑙用於製造精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品。
[矽酸鹽]
(1)自然界中矽酸鹽的存在：矽酸鹽是構成地殼岩石的主要成分，自然界中存在的各種天然矽酸鹽約佔地殼質量的5％。粘土的主要成分是矽酸鹽。粘土是製造陶瓷器的主要原料。
(2)用氧化物的形式來表示矽酸鹽的方法：
①先將矽酸鹽中所含的各元素用氧化物形式表示；
②將各種氧化物按下列順序進行排列，各氧化物之間用「· 」開。例如：
金屬氧化物(有多種金屬氧化物時按金屬活動順序表排列)→sio2→h2o
na2sio3： na2o·sio2
a12(si2o5)(oh)4： a12o3·2sio2·2h2o
2．矽酸鹽工業
[矽酸鹽工業] 以含矽物質為原料經加熱而製成矽酸鹽產品的工業，叫做矽酸鹽工業。如製造水泥、玻璃、陶瓷等的工業都屬於矽酸鹽工業。
[水泥、玻璃、陶瓷的比較]
3．新型無機非金屬材料
[新型無機非金屬材料] 最初的無機非金屬材料主要是指矽酸鹽材料，所以，矽酸鹽材料也稱為傳統無機非金屬材料．隨著科學和生產技術的發展，以及人們生活的需要，一些具有特殊結構、特殊功能的新材料被相繼研製出來，如半導體材料、超硬耐高溫材料、發光材料等，這些材料稱為新型無機非金屬材料．
新型無機非金屬材料的特性主要有：①能承受高溫，強度大；②具有電學特性；③具有光學特性；④具有生物功能．
[高溫結構陶瓷和光導纖維]
高中化學知識點矽和矽酸鹽工業
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