‘壹’ 碳的几种单质
教学 目标
知识目标
了解金刚石、石墨等碳的单质的物理性质和用途;
通过分析金刚石、石墨是由碳元素组成的两种不同单质,进一步理解元素和单质这两个基本概念的区别和联系。
能力目标
通过三种单质用途的学习,继续深化“结构决定核拍枣性质”思路,培养对比思维能力;
发展和培养学生的实验观察能力和从现象到本质的思维能力。
情感目标
通过碳单质的学习,了解同一元素可以组成不同物质,提高学习化学兴趣;
通过C60的学习,拓展课堂学习,开阔学生视野,了解化学与社会。
教学 建议
教材分析:
碳单质(金刚石、石墨、球碳等)是初中学生学习氧气、氢气之后首次全面学习的固态非金属单质。此节内容起着承上启下的作用,它是氧气、氢气学习的继续,同时为后面学习金属单质打下基础。
碳单质有定型碳和无定型碳两类。金刚石、石墨是重要的定型碳,做重点介绍。从学生较熟悉的金刚石、石墨入手学习,而后介绍球碳,符合学生认知规律,由宜到难改拆,由远及近,又熟悉到陌生,使学生在学习过程中体验化学与社会的关系、体验化学科学的发展。
另外,教材编排首先对碳的典型单质——金刚石和石墨的结构、物理性质、用途进行学习,而后再简介无定型碳,最后安排碳单质的化学性质学习,旨在使学生从感性上理解碳单质结构不同,物理性质不同,但化学性质几乎相同。
课堂引入指导
法一:璀灿的钻石,普通的铅笔芯,取暖用的煤,光合作用的原料——二氧化碳,“工业血液”石油等物质之间有什么相互联系?学完碳和碳的化合物后你就明白了。今天我们先来学习“第一节 ”。
法二:石墨、木炭能变成钻石吗?学习完《碳和碳的化合物》后你将自己得出结论。
关于球碳(C60)的建议:
球碳是碳的又一同素异形体,是科学家的最新发现,建议补充介绍。如何介绍,应根据学生状况而定。生源较好的学校应对照金刚石、石墨的结构介绍球碳的结构,简单介绍球碳的用途,有条件的学校课安排学生上网查阅球碳的发现史及其它资料。生源机较差的学校至少应介绍球碳也是碳单质的一种,结构独特,性质特殊。 教学 时适当介绍球碳,对学生感受科学的发展大有益处。如果程度更好的学校,课安排学生探究活动,主题是关于球碳的调查。课下调查,课上交流汇报,从而培养学生探究能力、语言表达能力。
关于知识讲解指导:
1.尽量让学生观察金刚石、石墨、木炭、活性炭等让学生对透明、硬、软、划痕、疏松多孔、细等字眼有深刻的感性认识。
2.归纳对比学习是学习差贺纯异性较好的方法,具体操作时以列表方式较好。
3.讲解金刚石、石墨的物理性质差异时不可过分深入,否则会分散学生注意力,提高学习难度。
4.应深刻理解教材。讲金刚石时应突出“硬”,讲石墨时要突出“软”,讲无定形碳应以木炭为主,突出吸附作用。
5.本部分内容知识即贴近生活,又是贴近现代科技发展新动向,适当补充是十分必要的。如碳纤维等。
课程结束指导
1.合成金刚石是人类的梦想,让学生课外研究金刚石合成的历史、主要问题、现阶段水平等会极大提高学生学习化学的兴趣和积极性,是学生学习文献研究的科学研究方法的一个教好的例子。
2.研究是当今世界科学研究的热门话题,让学生寻找这方面的资料学习,有利于学生科学探索精神的培养。
课外实验指导
木炭制备可以利用铝箔隔绝空气,加热干馏火柴杆的方法来制取。让学生在家庭中完成,有利于学生对木材干馏和其液、气产物的理解,有利于学生观察能力的提高。
教学 设计方案
教学 目标:
通过录像及实物学习金刚石、石墨及木炭的物理性质、化学性质;
通过录像了解金刚石、石墨及木炭的用途,对物质的性质决定物质的用途这一辩证关系有进一步理解;
通过对碳纤维、人造金刚石等知识的介绍激发学生学习化学的兴趣和不断进取的探索精神。
教学 重点:碳单质的物理性质和用途的关系。
教学 难点:金刚石和石墨物理性质存在较大差异的原因
教学 用具:
录像机 石墨、木炭、活性炭、二氧化氮气体、澄清石灰水、氧化铜、大试管、铁架台、酒精灯。
镶钻石的饰品、普通乒乓球拍、普通羽毛球拍、普通网球拍;碳纤维乒乓球、羽毛球拍、特制的网球拍等、防毒面具模型
教学 方法:讲述法与讨论法
教学 过程:
【引入】让学生观察镶嵌在手表上的钻石、铅笔芯、碳纤维网球拍或钓鱼竿、木炭,提问它们之间有什么相互联系?学习完碳和碳的化合物之后你就明白了。
【讲解】金刚石和石墨还有木炭、活性炭、焦炭等都是由碳元素组成的不同单质。用什么方法能证明这一点呢?
(学生讨论,并提出几种方法)
教师 总结、讲解。引导学生看录像《金刚石》在液氧中燃烧
【讲解】同样的方法,可以证明石墨、木炭、焦炭、活性炭等都是由碳元素组成的不同种单质。
【阅读】P79-80《化学》全一册 初级中学教科书 人民 教育 出版社
要求:用列表的方式归纳金刚石、石墨的物理性质及用途。
【投影】一 金刚石和石墨的物理性质及用途
【讲解】金刚石和石墨物理性质上的差异决定了用途上的差异。
1.利用金刚石硬度大、耐高温可做钻探机的钻头;利用硬度大,可做玻璃刀;由于金刚石对光有优异的折射作用,可做装饰品。
2.利用石墨质软,在纸上划过会留下深灰色的痕迹可做铅笔芯;利用石墨滑腻、质软、耐高温,可做耐高温的润滑剂。
3.利用石墨有良好导电性和耐高温可做高温电炉的电极和普通电极。(展示实物)
4.利用石墨传热性能好,耐腐蚀,耐温度骤然变化的特性可做石墨坩埚。
5.利用石墨耐酸碱的耐腐蚀性强,可做化工管道,耐酸槽、耐碱槽等。
【小结】金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质,物理性质上有如此大的差异是由于二者中碳原子的排列不同。性质不同因而用途也不相同。即性质决定用途。
【讲解】在碳元素组成的单质中还有一类含杂质较多的叫无定形碳,包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑。
介绍:炭与碳的区别。
【展示】木炭
【演示】木炭吸附气的实验
【演示】木炭与红或蓝墨水的吸附实验
(学生讨论,得出木炭性质的结论)
【小结】木炭能吸附某些有色物质,说明木炭具有吸附性,能把大量气体或染料吸附在其表面。加热后,红棕色又出现,说明以上过程属于物理变化。
【投影】二 无定形碳(以木炭为例)
1.物理性质:灰黑色多孔、疏松物质,具有吸附性。能大量吸附气体和小微粒。
2.吸附作用:气体或液体里的某些物质被吸附到固体表面的作用。
3.吸附原理:(引导学生阅读课本P81第四段)
4.用途:燃料,黑火药、吸附剂制铅笔(某些)
三、 碳单质的新成员--C60:
1985年美国科学家罗伯特·柯尔,理查得·斯莫利和英国科学家哈罗德·克罗特在研究太空物质时,发现了一种碳元素形成的单质,化学式为,形成具有32个面的近似球体,包括20个等六边形和12个等五边形,这同英式足球正好相同,因此又叫足球烯。
近来科学家发现往中嵌入少量的某些金属,可制成超导材料,这为高温超导开辟了崭新的领域。另外,为物质结构的研究提供了新素材。
【小结】金刚石、石墨和等物质都是由碳元素组成的不同单质,性质和用途上存在很大差异,这是由于它们的结构不同所造成的。
探究活动
1.如何由石墨制得金刚石?
2.碳的研究目前有何新进展?
3.撰文介绍人类合成金刚石的历史――《人造金刚石过程》。
4.球碳(C60)又称 “富勒烯”。是借一位建筑师的姓名而命名的。这位建筑师就是巴克明斯特·富勒。富勒是美国着名的建筑学家,他设计的着名建筑有加拿大蒙特利尔市万国博览会美国馆。请你通过上网、查资料写一份关于C60分子结构发现史的调查报告。
‘贰’ 元素符号的发展与起源
一、元素符号的萌生
学生从上初中开始学习化学,就要接触元素符号,因此大多数人对它并不陌生。但除去化学史学家外,了解其发展演变过程的人并不多。现在所用的字母式元素符号也叫化学符号,是一种特殊的化学语言,诞生于18世纪初,已180多年。为了给各国化学家提供一个每种语言用起来都无需改变的化学符号和化学式系统,1813年,瑞典化学大师贝采里乌斯(J.Berzelius,1779~1848年)在《哲学年鉴》上第一次发表了他的化学符号,它是用来表示一种元备源素和该元素的一个原子及其相对原子质量的一个或一组字母。这套符号通用以后,就成为世界通用的化学语言,在现代化学的发展中起着十分重要的作用。可以毫不夸张地说,没有这些符号,现代化学的发展简直难以想象。实际上元素符号是随着化学科学的发展,经历了2000多年漫长岁月的演化,才成了今天这种形式。它的发展反映了化学的逐步发展过程,反映了人类对物质世界的认识由感性到理性,由低级到高级的辩证发展过程。
一、应用化学的起源与化学符号的产生
化学符号的起源可追溯到古埃及。古埃及是化学最早的发源地之一,现代西方语言中“化学”一词就来源于古埃及的国名“chēmia”。早在公元前3400年(第一王朝)之前,埃及就会冶金了。从其遗物中发现,古埃及人很擅长加工金属。最早利用的是金,它以天然的金属形式存在,并以其灿烂的色泽引人注目。其次知道的是铜,不久又发明了青铜(铜锡合金)。在前王朝(前3400年)时期,埃及人也知道了铁、银和铅等金属。埃及人制造玻璃、釉陶和其他材料的工艺也日益完善,后来还发展了天然染料的提取技术。最初这些技术是靠父子或师徒之间口传心授的,没有留下什么文字记载。随着文字的产生和技术发展的需要,有必要将一些化学配方和工艺记录下来,以备查阅和传之后代。为了保密以免技术落入外人之手,一些关键性的物质、设备和工艺都不能用通用的文字表达,而需借助于一些特定的,只有自己人才能看懂的符号。其中表示物质的符号就是最早的化学符号。由此可见,化学符号的产生有两个前提:一是化学工艺的发展达到一定成熟的阶段,使得有东西值得记录;二是文字的产生,使得信息的记录成为可能,并受文字的启发,制定出一些特定的符号。但因年代久远,记录材料落后,古埃及时所用的化学符号是什么样子,现在很难知道了。
现存最早的化学书籍是在埃及亚力山大发现的古希腊文着作,其中就有许多希腊文字典中根本查不出的技术符号与术语。古希腊文明是在古埃及和巴比伦文明的基础上发展起来的。巴比伦人的化学工艺虽不及埃及发达,但其天文学非常发达,很早就对太阳、月亮和行星在恒星间的运动进行了观察,并且按太阳、月亮和五大行星给一周的七天命名,所以叫星期。后来在丰富的天文知识基础上,建立了一种异想天开的占星术体系,并把它作为这门基础科学的主要的和最有价值的对象。各种古代知识在希腊的汇合,产生了丰富多彩的自然哲学,也产生了最早的化学着作。在这些着作中,来自巴比伦的占星学研究与来自埃及的化学研究在所谓“交感”的基础上联系起来,即把已知的七种金属与日、月和五大行星联系起来,用行星的符号表示金属,即太阳=金,月亮=银,火星=铁,金星=铜等,如图1所示:
图1 占星术符号与化拍仔学符号
图2给出希腊手稿中金属及其他一些物质的符号,其中一些仅仅是该物质的希腊文缩写,例如醋(ξOS),汁液(xνμòs)等。
化学符号的产生使得记录化学配方与工艺有了简捷的方法,使得许多资料得以保存和传播,从而促进了化学的发展。公元前1世纪,来自巴比伦的神秘主义、埃及的工艺学和希腊哲学这三大截然不同潮流的最终汇合,导致亚力山大炼金术的诞生,从而开始了化学发展的第2个阶段——炼金术时期。
二、炼金术的发展与化学符号的演变
炼金术的另一个更早的发源地是中国,在公元前2世纪产生了炼丹术,以炼制长生不老丹为目的;西方炼金术的主要目的则是将贱金属转变为贵金属。
在炼金实践中他们搞出了一整套技术名词,使得不仅有了记录所用物品的简捷方法,还能对公众保密,终于形成了一套庞杂的名称符号体系。后来随着神秘主义倾向的增长,仿贺态又加上大量哲学臆测,终于把流传至今的炼金术情况弄得愈加模糊混乱。不过经常有一些炼金家热衷于实验科学,发展下去终于使它变成了化学。在长达1500多年的发展过程中他们发现了许多新物质和新的化学反应,发明了一些新设备,为近代化学作了方法与素材上的准备。
炼金家所用的符号因时因地而有一定差异。
图3是17世纪炼金家代表砷和锑的符号,带有浓厚的神秘色彩。图4是1609年一本化学教科书中引用的符号,与图2相比可知两者差不多,显然有些符号是从图2改进而来,例如砷。图5是17至19世纪炼金家与化学家所使用的部分化学符号,从而可以看出其演变过程,基本上是由复杂趋于简单,由不规整趋于规整,但直到18世纪为止,仍保留着图形式符号的形式,说明在变化中又有连续性。这些神秘性的符号正适合于带有神秘性的炼金术的发展。由于当时所知道的物质不太多,且从事炼金术的只是一少部分人,这种符号的不方便和难以传播等缺点还不太突出,以致于仍被早期的化学家们所沿用。
二、原子、元素与元素符号
(一)、化学原子论的提出与道尔顿的化学符号
自17世纪中叶,经由近代化学的奠基者波义耳(1627~1691年)提出科学的元素概念,使化学走上科学化发展的道路,开始了近代化学的发展时期。17、18世纪的化学家们冲破了炼金术的羁绊,在化学的理论和实践上都取得了长足的进展,陆续发现了许多新元素,化学知识面更为扩大。
图6为1718年编的一张化学亲合力表,可见化学物质虽增加许多,但所用的仍是炼丹术符号。18世纪末叶由拉瓦锡(1743~1794年)开创的化学革命,确立了以燃烧的氧学说为中心的近代化学体系,从而第一次使化学建立在真正的科学基础之上。但他所用的物质仍一直沿用着与实际成分毫不相干的炼金术符号,学生只有靠死记硬背才能掌握住他所接触的物质名称,而新发现的物质正不断增多,落后的术语与符号体系已日益成为化学发展的阻碍因素。为解决这一难题,戴莫维(De Morveau,1737~1816年)与拉瓦锡等人于1787年发表了《化学命名法》,规定每种物质须有一固定名称,单质名称应反映它们的特征,化合物的名称应反映其组成,从而为单质和化合物的科学命名奠定了基础。1783年,贝格曼1735~1784年)首先提出用符号表示化学式,例如硫化铜用硫和铜的符号联用表示,如图7—5第四行所示。
摘自《皇家科学院回忆录》(Nemoires de I抇acadcmic royale des sciences)1718年,第212页。
1803年,道尔顿(1766~1844年)提出了化学原子论,还设计了一整套符号表示他的理论,用一些圆圈再加上各种线、点和字母表示不同元素的原子,用不同的原子组合起来表示化学式,如图7所示:从此化学符号的演变就一直与原子论的发展紧密相连。
化学发展到19世纪初,已彻底打破了炼金术的束缚,沿用了2000年之久的炼金术符号已完全不适于表达物质的组成,对化学的发展与传播起着越来越大的阻碍作用。道尔顿的圆圈形化学符号正是在这样的情形下应运而生,由于它们具有鲜明简单的图案,又与设想的球形原子形状相似,并可用图形表示化合物中原子的排列,因此很易为人们所接受,从此沿用了2000年的炼金术符号终于退出了化学舞台,如今只有在化学史教科书中才能见到了。
炼金术符号的被取代,是化学发展的历史必然。首先,这套符号缺乏系统性与逻辑性,符号与物质的特性毫无关系;其次缺乏简单性是其致命弱点。随着化学科学的建立,化学的发展、交流与传播速度大大加快,这套神秘复杂的符号再也不能适应现实的需要,必然要被新的、简单、系统的符号系统所取代。道尔顿的符号具有统一的形状,比起炼金术符号要简单系统得多,但仍没脱去图形符号的巢臼,表示起稍复杂的化学式仍不方便,如明矾,用了大小24个圆圈,用作实验记录要画老半天,所占篇幅也太大,不好记住,比起旧的炼金术符号好不了太多。
(二)、化学原子论的确立与贝采里乌斯的化学符号
化学原子论与古代原子论的本质区别在于把不同元素的原子与一定的相对原子质量联系起来。因此要在化学的各个领域巩固原子论,就要把已知所有元素的相对原子质量测出。贝采里乌斯就把这件工作作为自己科学生活的目的,在短短几年内测定了所有已知元素的相对原子质量与几乎所有已知化合物的组成,其工程之巨,精度之高可说是前无古人,从而为原子论的确立奠定了稳固的基础。他对原子论发展的另一重大贡献是字母式化学符号的提出,这是化学符号演变过程中一次彻底的革命性变化,从此解除了图形式符号对人们的困扰。他仿照托玛斯·汤姆逊(T.Thomson,1773~1852年)在矿物的式中用A、S等表示矾土、硅石等,建议用元素的拉丁文起首字母代替道尔顿不方便的圆圈,第一个字母相同时就加上下一个字母,并且用字母表示化学式。最初他建议在与氧或硫化合的元素符号上加一小点或一撇作为氧或硫的符号,如SO3写成O'3,FeS写成Fe,实际上是图形符号的残余,因此没有流行多久。后来他又建议在元素符号上划一横线来表示双原子,如H2写成,H2O写成O等,这些划线的符号流行时间稍长些,后虽经多次修改,但终被弃置不用。
贝采里乌斯这套符号具有简单、系统、逻辑性强等优点。由于用通用的拉丁字母作符号,每个符号最多两个字母,非常容易认记;统一使用字母,使整套符号系统一致;符号是由其名称而来,具有一定的逻辑性;同时能表示确定的相对原子质量,具有方便性,因此很快译成多种语言,成为现代化学语言的基础。随着原子——分子论的确立,元素周期律和化学结构理论的诞生,人们不仅用化学符号表示化学式,还用来表示反应式、结构式;随着电离学说的建立,用来表示离子式;随着核化学的兴起,又用来表示原子核、同位素和核反应。翻开当今世界上任何一本化学书,无论是什么语种,书中所用的化学符号都是相同的。贝采里乌斯的化学符号极大地推动了并将继续推动现代化学的发展。
(三)、元素符号与化学方程式的采用
德莫维等改革化学命名法,为人们用化学概念进行思维大开了方便之门;而贝采里乌斯的字母式化学符号,使人们有可能用最简便科学的方式形象地表述各种化学反应。但贝采里乌斯本人最初并没有利用字母符号来写化学反应式,19世纪初年的教科书也根本没用化学符号。如莫累(Murray)的教科书和汤姆逊的《化学体系》(第五版,1817年),以及格梅林(L.Gmelin)的《理论化学手册》(第一版,1817~1819年)中都没有符号,亨利(Henry)的《化学原理》(1829年)在附录中给出化学符号,特尔涅(Turner)的《化学原理》(第四版,1833年)中解释了符号的意义并同化学方程式一起应用,但在序言中却为此而向读者表示歉意。李比希(Liebig)用化学方程式(1844年)也不是没有顾虑的。符号和化学方程式的自由运用是由格梅林在第四版《手册》(1848~1872年)中开始的。之所以出现这种现象是由于当时化学家们对原子、分子、当量等概念在认识上还存在很大分歧,存在不同的相对原子质量系统,特别是无机与有机化学中使用的相对原子质量不同,所以化学符号虽逐渐被使用,但不尽同一,如武兹和凯库勒就用带横的符号表示热拉尔的相对原子质量,一些英文书中则在符号下加横线等,使符号更加混乱。随着一元论学说的提出,似乎倾向于达成某种一致的协议。1860年在德国卡尔思鲁厄召开了第一次国际化学家会议,但仍没能对一些基本问题取得统一。会后意大利化学家康尼查罗发送的小册子中系统论证了原子--分子论和测定相对原子质量的方法,从而决定性地证明“事实上,只有一门化学科学和一套相对原子质量。”随即这一学说得到了化学界的普遍承认,直接导致了元素周期律和化学结构理论的诞生。从此化学符号的写法与化学方程式的使用逐渐走向统一,为各国化学家普遍采用,成为世界通用的化学语言,从而极大地推动了现代化学的发展。化学符号的演变、完善、普及过程,充分反映了人类对物质世界认识的发展过程,反映了化学的进步。
选自《教科书中的化学家》
‘叁’ psp《噬神者·爆裂》中的低强度钛和低强度乌(金字旁的)在那拿
http://psp.owan.com/zhuanti/god/ 先给楼宏锋携基棚主一蔽伏个中文网
http://bbs.owan.com/thread-16365869-1-1.html 在这里有素材大全
低强度チタン(钛) 回収:赎罪の街
低强度タングステン(钨) 回収:鉄塔の森、炼狱の地下街
希望对你有帮助
‘肆’ 硅元素!!
硅
结晶型的硅是暗雹盯咐黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
硅的用途:
①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧源纯性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。 可应用于军事武器的制造第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。
③光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维,激光在玻璃纤维的通路里,无数次的全反射向前传输,代替了笨重的电缆。光纤通信容量高,一根头发丝那么细的玻璃纤维,可以同时传输256路电话,它还不受电、磁干扰,不怕窃听,具有高度的保密性。光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变。
④性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅,可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表,涂一层薄薄的有机硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑,便是经过有机硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新。
发现
1822年,瑞典化学家白则里用金属钾还原四氟化硅,得到了单质硅。
[编辑]
名称由来
源自英文silica,意为“硅石”。
[编辑]
分布
硅主要以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中,约占地表岩石的四分之一,广泛存在于硅酸盐和硅石中。
[编辑]
制备
工业上,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。
化学反应方程式:
SiO2 + 2C → Si + 2CO
这样制得的硅纯度为97~98%,叫做金属硅。再将它融化后重结晶,用酸除去杂质,得到纯度为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅,还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式,再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅,则需要进行进一步的提纯处理。
[编辑]
同位素
已发现的硅的同位素共有12种,包括硅25至硅36,其中只有硅28,硅29,硅30是稳定的,其他同位素都带有放射性。
[编辑]
用途
硅是一种半导体材料,可用于制作半导体器件和集成电路。还可以合金的形式使用(如硅铁合金),用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。
硅的特性 铝 - 硅 - 磷
碳
硅
锗
?
元素周期表
总体特性
名称, 符号, 序号 硅、Si、14
系列则乎 类金属
族, 周期, 元素分区 14族(IVA), 3, p
密度、硬度 2330 kg/m3、6.5
颜色和外表 深灰色、带蓝色调
地壳含量 25.7%
原子属性
原子量 28.0855 原子量单位
原子半径(计算值) 110(111)pm
共价半径 111 pm
范德华半径 210 pm
价电子排布 [氖]3s23p2
电子在每能级的排布 2,8,4
氧化价(氧化物) 4(两性的)
晶体结构 面心立方
物理属性
物质状态 固态
熔点 1687 K(1414 °C)
沸点 3173 K(2900 °C)
摩尔体积 12.06×10-6m3/mol
汽化热 384.22 kJ/mol
熔化热 50.55 kJ/mol
蒸气压 4.77 帕(1683K)
声速 无数据
其他性质
电负性 1.90(鲍林标度)
比热 700 J/(kg·K)
电导率 2.52×10-4 /(米欧姆)
热导率 148 W/(m·K)
第一电离能 786.5 kJ/mol
第二电离能 1577.1 kJ/mol
第三电离能 3231.6 kJ/mol
第四电离能 4355.5 kJ/mol
第五电离能 16091 kJ/mol
第六电离能 19805 kJ/mol
第七电离能 23780 kJ/mol
第八电离能 29287 kJ/mol
第九电离能 33878 kJ/mol
第十电离能 38726 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
MeV 衰变产物
28Si 92.23 % 稳定
29Si 4.67 % 稳定
30Si 3.1 % 稳定
32Si 人造 276年 β衰变 0.224 32P
核磁公振特性
29Si
核自旋 1/2
元素名称:硅
元素原子量:28.09
元素类型:非金属
发现人:贝采利乌斯 发现年代:1823年
发现过程:
1823年,瑞典的贝采利乌斯,用氟化硅或氟硅酸钾与钾共热,得到粉状硅。
元素描述:
由无定型和晶体两种同素异形体。具有明显的金属光泽,呈灰色,密度2.32-2.34克/厘米3,熔点1410℃,沸点2355℃,具有金刚石的晶体结构,电离能8.151电子伏特。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。硅在自然界分布很广,在地壳中的原子百分含量为16.7%。是组成岩石矿物的一个基本元素,以石英砂和硅酸盐出现。
元素来源:
用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。
元素用途:
用于制造高硅铸铁、硅钢等合金,有机硅化合物和四氯化硅等,是一种重要的半导体材料,掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管,整流器和太阳能电池等。
元素辅助资料:
硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础,那么硅对于地壳来说,占有同样的位置,因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。
长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类;水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是,硅与氧、碳不同,在自然界中没有单质状态存在。这就注定它的发现比碳和氧晚。
拉瓦锡曾把硅土当成不可分割的物质——元素。
1823年,贝齐里乌斯将氟硅酸钾(K2SiF6)与过量金属钾共热制得无定形硅。尽管之前也有不少科学家也制得过无定形硅,但直到贝齐里乌斯将制得的硅在氧气中燃烧,生成二氧化硅——硅土,硅才被确定为一种元素。硅被命名为silicium,元素符号是Si。
【gui】
硅
silicon;
硅
guī
〈名〉
一种四价的非金属元素,以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得的,主要以合金的形式使用(如硅铁合金),也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中,或用作半导体材料(如在晶体管中)和光生电池的元件 [silicon]――元素符号Si
一种非金属元素,是一种半导体材料,可用于制作半导体器件和集成电路。旧称“矽”。
元素符号Si,旧称矽,原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体。
晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
硅,原子序数14,原子量28.0855,元素名来源于拉丁文,原意是“燧石”。1823年瑞典化学家贝采利乌斯首先分离和描述硅元素。硅约占地壳总重量的27.72%,仅次于氧。自然界中的硅都以含氧化合物的形式存在。常见的有石英、水晶、沙子等。
硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格,硬而脆,熔点1410°C,沸点2355°C,密度2.32~2.34克/厘米³,硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末,实际是微晶体。晶态硅的电导率不及金属,且随温度升高而增加,具有明显的半导体性质。
硅在常温下不活泼,与空气、水和酸等没有明显作用;在加热下,能与卤素反应生成四卤化硅;650°C,时硅开始与氧完全反应;硅单质在高温下还能与碳、氮、硫等非金属单质反应;硅可间接生成一系列硅的氢化物;硅还能与钙、镁、铁等化合,生成金属硅化物。
超纯的单晶硅可作半导体材料。粗的单晶硅及其金属互化物组成的合金,常被用来增强铝、镁、铜等金属的强度。