化学中 Si和Sio2的用途

化学中 Si和Sio2的用途,第1张

Si(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。

SiO2(二氧化硅)用途:

1、高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。

2、一般较纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英玻璃常用于制造耐高温的化学仪器。

3、水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器,也用来制成高级工业品和眼镜片等。

单质硅(Si)的性质:

(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大.

(2)化学性质

①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应.

Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑  

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应.

Si+O2 SiO2 Si+2Cl2 SiCl4

(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等.

(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅.

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑ Si(粗)+2Cl2=SiCl4  

SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl

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一些元素,可以形成p型硅半导体;

2、单晶硅惨入一些元素做成太阳能电池,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;

3、可以做成二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括计算机内的芯片基板和CPU);

4、金属陶瓷、宇宙航行的重要材料;

5、硅可以做成光导纤维,用于通信领域;

6、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。

硅的特性

晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4克/立方厘米,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%,

结晶型的硅是暗黑蓝色的,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。


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