Презентация к уроку "Кремний и его соединения"

Что объединяет объекты на слайде между собой?

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2 г. Щигры Курской области»

Тема урока «Кремний и

его соединения»

Подготовила учитель химии Ерохина Е.Н.

Знаете ли вы, что…

Название «кремний» (от греческого кремнос «утес, скала») введено в 1834 г. русским химиком Германом Ивановичем Гессом

Название силициум происходит

от лат. силекс - кремень

Кремний – химический элемент

1. Положение в ПСХЭ:

период III; группа IV, подгруппа главная;

2. Строение атома

Заряд ядра: +14 Si;

Относительная атомная масса: Ar (Si)=28

Cостав атома: p=14, e=14, n=28 - 14 =14

Электронная формула: +14 Si 2e;8e;4e;

+14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

3. Свойства атома Si - неметалл

Si 0

- 4е

Si +4 SiO 2 H 2 SiO 3

восстановитель

+ 4е

Si -4 Ca 2 Si SiH 4

окислитель

Кремний, отдавая все внешние электроны более ЭО элементам, окисляется, переходя в Si +4

Принимая 4 электрона на свой внешний энергетический уровень, восстанавливается до Si -4

Сравнение свойств атомов углерода и кремния по выраженности неметаллических свойств и окислительной способности

4. Кремний в природе

Кремний в свободном виде в природе не встречается.

Кремний – второй по распространенности элемент ПСХЭ.

В природе встречается в

виде кремнезема (SiO 2 ), силикатов и алюмосиликатов.

Кремень

Кремень, именно этот

невзрачный и очень

прочный камень,

положил

начало каменному

веку – веку

кремниевых орудий труда.

Причиы:

- распространенность и доступность кремнезема;

- способность образовывать при сколе острые режущие края

Разновидности минералов на основе оксида кремния

Опал

Кварц

Агат

Горный

Цитрин

хрусталь

Сердолик

Яшма

Кошачий

Аметист

глаз

Кремний входит и в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий, - нежнейших комочков живой материи, которые создают свои непревзойденные по красоте скелеты из кремнезема.

Радиолярии

Диатомовые водоросли

Кремний в продуктах питания

Кремний придаёт гладкость и прочность костям и кровеносным сосудам человека.

В организме человека кремния менее 0,01% по весу.

Кремний – простое вещество

1. Аллотропные модификации кремния

Аморфный кремний

Кристаллический кремний

2. Кристаллическая структура кремния

Атомная кристаллическая решетка кремния кубическая

гранецентрированная, как у алмаза.

Но из-за большей длины связей между Si – Si, твердость кремния значительно меньше, чем алмаза.

Кремний хрупок, плавится только при нагревании выше 800 0 С.

3. Физические свойства кремния

Кристаллический кремний – вещество серовато – стального цвета с металлическим блеском, твердое, но хрупкое.

Аморфный кремний – бурый порошок.

р = 2,33 г/см 3 ; t пл. = 1415 0 С; t кип. = 3500 0 С

Знаете ли вы, что…

В впервые кремний был выделен

в 1811 году французскими учеными, но он был сильно загрязнен примесями

Луи Жак Тенор

Жозеф Луи Гей-Люссак

Знаете ли вы, что..

Кремний в элементарном состоянии был впервые получен в 1825 году шведским химиком Йенсом Якобсом Берцелиусом

4. Получение кремния

В промышленности кремний получают восстанавливая расплав SiO 2 коксом при

t = 1800 0 C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет 99,9 %.

SiO 2 + 2C = 2CO + Si

Знаете ли вы, что..

Способ получения кремния

в чистом виде разработан

Н. Н.Бекетовым.

Кремний в России производится

на заводах:

г. Каменск - Уральский (Свердловская область)

г. Шелех (Иркутская область).

Лабораторный способ получения кремния

4. Химические свойства кремния

Восстановительные свойства кремния

Химически кремний малоактивен.

1) При нагревании до 400 – 500 0 С кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида кремния:

Si + O 2 = SiO 2

2)При комнатной температуре кремний реагирует только c фтором, образуя летучий фторид кремния:

Si + 2F 2 = SiF 4

При нагревании с хлором, бромом и йодом —

с образованием соответствующих

легко летучих галогенидов SiГ 4 :

Si + 2Cl 2 = SiCl 4

Si + 2Br 2 = SiBr 4

Si + 2Г 2 = SiГ 4

3) Кремний легко растворяется в щелочах

2NаOH + Si + H 2 O =

Na 2 SiO 3 + 2H 2 ↑

Окислительные свойства кремния

При взаимодействии с металлами кремний образует силициды

2Са + Si = Ca 2 Si

Соединения кремния

Оксид кремния (IV)

Атомная кристаллическая решетка

Оксиды

СО 2

…… ..

Кислотный оксид

…………… .. оксид

Молекулярная

кристаллическая решетка

…………… .. кристаллическая решетка

Физические

свойства

Бесцветный газ, хорошо растворим в воде, тяжелее воздуха.

Химические

свойства

CO 2 + H 2 O H 2 CO 3

CO 2 + CaO = CaCO 3

CO 2 + Ca(OH) 2 =CaCO 3 + H 2 O

CO 2 + 2Mg = 2MgO + C

CO 2 + C = 2CO

------------------------------------------------

Оксиды

СО 2

SiO 2

Кислотный оксид

Кислотный оксид

Молекулярная

кристаллическая решетка

Атомная

Бесцветный газ, хорошо растворим в воде, тяжелее воздуха.

кристаллическая решетка

Кристаллическое, твердое, тугоплавкое вещество.

Химические

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

свойства

CO 2 + CaO = CaCO 3

Не взаимодействует

SiO 2 + CaO = CaSiO 3

CO 2 + Ca(OH) 2 =CaCO 3 + H 2 O

SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

CO 2 + 2Mg = 2MgO + C

SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si

CO 2 + C = 2CO

SiO 2 + 2C=Si + 2CO

SiO 2 + 4HF=SiF 4 + 2H 2 O

Биологическая роль SiO 2 кремнезема

Важнейшее соединение кремния – оксид кремния (IV) необходим для жизни растений и животных. Благодаря ему тростники, камыши и хвощи стоят крепко, как штыки. Острые листья осоки режут, как ножи, стерня на скошенном поле колет, как иголки, а стебли злаков настолько крепки, что не позволяют ниве на полях ложиться от дождя и ветра.

. Чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц и шерсть животных прочны, так как содержат кремнезем - оксид кремния(IV).

Кремниевая кислота

Лабораторный опыт

«Получение кремниевой кислоты»

К водному раствору силиката натрия добавьте несколько капель соляной кислоты до образования осадка. Составьте уравнение проделанной реакции в молекулярном и ионном виде.

Кислоты

H 2 CO 3

Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, летучая.

Получение:

СО 2 + Н 2 О Н 2 СО 3

Нестойкая, непрочная, при стоянии или нагревании разлагается:

Н 2 СО 3 СО 2 + Н 2 О

2Na OH+ H 2 CO 3 =

Na 2 CO 3 + 2H 2 O

Кислоты

H 2 CO 3

H 2 SiO 3

Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, летучая.

Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, нерастворимая в воде.

Получение:

СО 2 + Н 2 О Н 2 СО 3

Получение:

Нестойкая, непрочная, при стоянии или нагревании разлагается:

SiO 2 + H 2 O =

Н 2 СО 3 СО 2 + Н 2 О

Выделить в чистом виде нельзя, т.к. при нагревании разлагается:

2Na OH+ H 2 CO 3 =

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

2Na OH+ H 2 SiO 3 =

Na 2 CO 3 + 2H 2 O

Na 2 SiO 3 +2H 2 O

Соли

Угольной кислоты

Кремниевой кислоты

- карбонаты;

- гидрокарбонаты;

- силикаты

Карбонаты обладают всеми свойствами солей, являются сильными электролитами, полностью диссоциируют на ионы (растворимы в воде).

Растворимыми являются только соли щелочных металлов, остальные образуют нерастворимые или вообще не образуют солей (Al 3+ , Cr 3+ , Ag + ).

Применение кремния и его соединений

Кирпич

Фарфор

Стекло

Керамика

Цемент

Асбест

Гранит

Клей

Фаянс

Силикон

Применение кремния в технике (изготовление полупроводниковых и кислотоупорных материалов)

Применение кремния в медицине

КРЕМНИЙ

Силициум с латыни кремень означает. Берцелиус его открыл и так назвал . Ученый Гесс ввел русский термин – кремний, Слышна в нем мощь утесов, скал. В земной коре второе место он прочно занимает, Хотя в свободном виде в природе не встречают. Известен кремний стал лишь с 19 века, Но неоценима его роль со времен древнего человека. Без него не построить себе особняк, Чашки кофе не выпить без фарфора никак, Звон хрустальный не слышать И как о берег бьют волны, Не носить топ - моделям серьги, броши, кулоны.

Ну, а чистый кремний хоть имеет структуру алмаза Полупроводниковыми свойствами владеет без отказа. Способностью мага он обладает. Энергией солнца вовсю управляет. Часам точный ход обеспечит кристалл. Прочность сталей усилишь, введя кремний в сплав. Живой организм кремний тоже имеет . Из-за него человек силикозом болеет. Недостаток его скелет ослабляет. Если меньше 3-х грамм, то и взгляд не сияет. Химической активностью кремний не блистает, Но в щелочах и фтороводороде себя он окисляет. Его оксид кислотный на редкость очень твердый В воде не растворим, Для получения разных стекол ничем не заменим.

Домашнее задание

§ 31, записи в тетради, № 4

Самоконтроль

1. Какое место занимает кремний в периодической системе:

а) 2 период, 4Б гр. б) 3 период, 3А гр. в) 3 период, 4А гр.

2. Кристаллическая решетка кремния и его соединений :

а) ионная; б) атомная; в) молекулярная;

3. По распространенности в природе кремний …. элемент:

а) первый; б) второй; в) третий;

4. Кремний вступает в реакцию с:

а) металлами, водородом, галогенами;

б) металлами, галогенами, легко растворяется в щелочах;

в) оксидами, кислотами, неметаллами.

5. Соли кремниевой кислоты:

а) силициды; б) гидросилициды; в) силикаты