硅：

①元素符号：Si
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第三周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅

硅的物理性质和化学性质：

（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 （2）化学性质：化学性质不活泼
①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应

(雕刻玻璃)

②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl₂反应后，蒸馏出SiCl₄，然后用H₂还原SiCl₄可得到纯硅。有关的反应为：。

碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。
C+H2O(g)CO+H2
5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。
10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

硅及其化合物的几种反常现象:

1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2CSi+2CO↑
2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。
3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2
4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。
6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性。
7．H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有：
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸。

硅的用途：

高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。

氯气:

①化学式:Cl₂
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:

氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质：黄绿色，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，能溶于水(1:2）。
(2)化学性质：氯气（Cl₂）是双原子分子，原子的最外层有七个电子，是典型的非金属元素，单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应： 2Na+Cl₂2NaCl（反应剧烈，产生大量白烟） 2Fe+3Cl₂2FeCl₃（反应剧烈，产生大量棕褐色烟，溶于水成黄色溶液） Cu+Cl₂CuCl₂（反应剧烈，产生大量棕色的烟，溶于水成蓝色或绿色溶液）氯气能与绝大数金属都能发生反应，表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H₂+Cl₂2HCl（纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，芒白色火焰，在瓶口处有白雾产生）H₂+Cl₂2HCl（发生爆炸） 2P+3Cl₂2PCl₃（液态） PCl₃+Cl₂==PCl₅（固态）磷在氯气中剧烈燃烧，产生大量的烟、雾。雾是PCl₃，烟是PCl₅。氯气能有很多非金属单质反应，如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl₂+2NaOH==NaCl+NaClO+H₂O 2Cl₂+2Ca(OH)₂==CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O
④与某些还原性物质反应：Cl₂+2FeCl₂===2FeCl₃ Cl₂+SO₂+2H₂O==2HCl+H₂SO₄
⑤有机反应（参与有机反应的取代和加成反应）
CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl
CH₃Cl+Cl₂→CH₂Cl₂+HCl
CH₂Cl₂+Cl₂→CHCl₃+HCl
CHCl₃+Cl₂→CCl₄+HCl
Cl₂+CH₂=CH₂→CH₂Cl-CH₂Cl（加成反应）
⑥与水反应 Cl₂+H₂OHCl+HClO

二氧化氯：

二氧化氯有与氯气相似的刺激性气味，具有强烈刺激性，接触后主要引起眼和呼吸道刺激，吸入高浓度可发生肺水肿，能致死，对呼吸道产生严重损伤，高浓度的本品气体，可能对皮肤有刺激性。皮肤接触或摄入本品的高浓度溶液，可能引起强烈刺激和腐蚀，长期接触可导致慢性支气管炎。

二氧化氯的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：二氧化氯（ClO₂）是一种棕红色气体，浓度低是黄绿色气体，相对空气比重为1.1,比空气重，液体比重2.37，具有与氯相似的刺激性气味，浓度极低时，具有青草气味及轻微的甜味，沸点11℃凝固点-59℃，易溶于水和冰醋酸、四氯化碳等溶剂，液化二氧化氯及高浓度二氧化氯极不稳定，撞击或日光照射均会发生爆炸，在空气中，浓度超过10%就可能发生爆炸，低于10%则是稳定性极好的物质，没有爆炸的危险。
(2)化学性质：二氧化氯易溶于水，深解度是氯气的5倍，在室温30mm/Hg分压下，溶解度为2.9g/L;在室温760mm/Hg压力（常压），溶解度为3.1g/L，二氧化氯不易被水解，在水中以分子的形成存在，在低浓度下，（10mg/L以下）它杀茵、消毒能力，主要以氧化的方式进行，与氯气杀茵消毒不同，氯气消毒以电子转移的方式进行，因此ClO₂杀茵可在pH值较大范围内（2-10)高效杀菌消毒，且对人体绝无害处，经检测水中ClO₂在1mg/L浓度以下时对比1mg/L氯气的杀茵能力超过10倍以上，（在各种介质下，对应杀灭的时间，残菌数量，对照得出的结论）。与现有ClO₂杀茵能力按有效氯大于ClO₂的2.6倍的数据有出入。
影响ClO₂的杀菌能力的因素：
对它不良影响的是：Cl₂或对应的ClO^-离子，ClO₂^-、ClO₃^- 　　
对它产生促进作用的是：溶解氧 H₂O₂，ClO₂⁺离子，Cl^- 　　
对它没有影响的是：CO₃^2-、Na⁺、Ca²⁺等离子

氯的氧化物：

a．Cl2O是黄棕色气体，在有还原剂或加热时会发生爆炸，溶于水生成次氯酸，是次氯酸的酸酐。
b．ClO2是红黄色气体，冷凝时为红棕色液体，易发生爆炸。大量制取的方法为：2NaClO3+SO2== 2ClO2+Na2SO4。ClO2与碱作用生成亚氯酸盐和氯酸盐：2ClO2+2NaOH==NaClO2+NaClO3+H2O。
c．Cl2O7是无色油状液体，受热或撞击立即爆炸。

氯的含氧酸及其盐的性质变化规律：

传统无机非金属材料：

硅酸盐产品	水泥	玻璃	陶瓷
主要设备	水泥回转窑	玻璃熔炉
原料	石灰石、石膏和黏土	纯碱、石灰石、石英	黏土
反应原理	复杂的物理，化学变化	Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑	复杂的物理，化学变化
主要成分	2CaO·SiO2 3CaO·SiO2 3CaO·Al2O3	Na2O·CaO·6SiO2
特性	水硬性	非晶体、无固定熔点，在一定温度范围内软化可制成各种形状	抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
共同特点	①都用含硅的物质作原料 ②反应条件都是高温 ③都发生复杂的物理、化学变化 ④冷却后都生成成分复杂的硅酸盐

几种玻璃的特性和用途：

种类	特性	用途
普通玻璃	熔点较低	窗玻璃、玻璃瓶等
石英玻璃	膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光	化学仪器；高压水银灯、紫外灯的灯壳等
光学玻璃	透光性能好、有折光和色散性	眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维	耐踌蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀	太空飞行员的衣服等
钢化玻璃	耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂等	运动器材；汽车、火车窗玻璃等
有色玻璃	加入金属氧化物 红色：Cu2O 蓝色：Co2O3	工艺品、窗玻璃等

无机非金属材料：

1．无机非金属材料的分类：
 
2．无机非金属材料的定义：
最初，无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以，硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。随着科学和生产技术的发展，以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来，如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料。