Презентация к уроку

Что объединяет эти картинки?

Речной песок, кварцевый песок, кремнезем – SiO 2

Минералы, состоящие из оксида кремния

халцедон

песок

Горный хрусталь

опал

яшма

Кристалл кварца

Баженов Алексей Анатольевич

Р = 14

28

ē = 14

+14

N = 14

2

8

3p 2

4

В

А

3s 2

О

2p 6

Валентные возможности – II;

2s 2

Н

Е

Ж

IV

А

1s 2

Б

Электронная формула -

Химия - это наука о веществах.

6

ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЯ

Si

СО 2

SiO 2

=

C

+

+

SiO 2

2Mg

=

Si

2MgО

+

+

SiO 2 → Mg 2 Si → SiH 4 → Si

Mg 2 Si

2MgО

+

4Mg

=

SiO 2

+

2Mg(ОH) 2

Mg 2 Si

4H 2 O

=

SiH 4

+

+

SiH 4

=

Si

2H 2

+

6

Физические свойства кремния

• Кристаллическая решетка типа алмаза, но меньше, чем у алмаза.
• Кремний хрупок, при 800 °C он становится пластичным веществом.
• Прозрачен к инфракрасному излучению, начиная с длины волны 1,1 микрометр.
• Кремний - полупроводник

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЯ

Si

+

=

Si O 2

O 2

Оксид кремния

Si S 2

=

+

Si

2S

Сульфид кремния

Si

Si F 4

=

+

2F 2

Фторид кремния

=

Хлорид кремния

2Cl 2

+

Si

Si Cl 4

Карбид кремния

или карборунд

C

Si C

Si

+

=

Si 0

– 4 е →

Si +4

восстановитель

Взаимодействие кремния с щелочами

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

Взаимодействие кремния с фтороводородной кислотой

Si + 4 HF = SiF 4 + H 2

Взаимодействие кремния с магнием

2 Mg + Si = Mg 2 Si

Si 0

+ 4 е →

Si - 4

окислитель

СИЛАН

Получение силана

Mg 2 Si

4H 2 O

=

SiH 4

2Mg(ОH) 2

+

+

Горение силана

SiH 4

2О 2

=

SiО 2

2H 2 O

+

+

ОКСИД КРЕМНИЯ (IV)

КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА

SiO 2 + H 2 O =

SiO 2 + CaO = CaSiO 3

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

Взаимодействие с плавиковой кислотой

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

КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА

Получение

Na 2 SiO 3 + 2 H Cl =

H 2 SiO 3 + 2 Na Cl

+

2 Cl –

2 Na +

+

+

=

2 H +

H 2 SiO 3

2 Cl –

+

SiO 3 2 –

+

2 Na +

Химические свойства

H 2 SiO 3 + 2 Na OH =

Na 2 SiO 3 + 2 H OН

+

2 H OН

2 Na +

2 Na +

+

=

+

H 2 SiO 3

2 ОН –

+

SiO 3 2 –

H 2 SiO 3

=

H 2 O

SiO 2

+

Применение кремния

• Кремний — основной материал для электроники и солнечной энергетики.
• Кремний — материал для зеркал газовых лазеров.
• Кремний применяется в металлургии при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина (как раскислитель легирующий компонент).

Солнечные батареи

• В качестве материала для производства солнечных элементов сегодня используется кремний. Извлечь из песка чистый кремний весьма сложно. Настолько сложно, что стоимость кремния, в котором не более 1 грамма примесей на 10 килограммов продукта, сопоставима со стоимостью обогащенного урана, используемого на атомных электростанциях. 3апасы кремния превышают запасы урана почти в 100 000 раз, однако хорошего «солнечного» вещества человечество добывает в шесть раз меньше, чем хорошего атомного урана.

Солнечная батарейка

• Солнечные батареи очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крыши жилых зданий для нагрева воды, получения электричества. В перспективе они, вероятно, будут применяться для подзарядки электромобилей.

Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах

КАРБОРУНД

• Используют для шлифовальных кругов, наждачной бумаги, абразивных порошков, полировальных составов, а также в огнеупорных блоках и кирпичах.
• Карборунд по твердости почти не уступает алмазу, он медленно окисляется при температурах свыше 1000°С.

Диски для триммеров

Технический карборунд

ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ КРЕМНИЯ

Силикатный клей

Кремнийорганический полимер - силикон

Продукты силикатной промышленности

стекло

кирпич

бетон

Биологическая роль кремния

• Кремний в больших количествах концентрируют морские организмы —диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Много кремния в хвощах и злаках, особенно в рисе и бамбуке.
• Мышечная ткань человека содержит (1-2)·10 -2 % кремния, костная ткань — 17·10 -4 %, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

радиолярии

Диатомовые водоросли

Домашнее задание

Подумать над вопросом: известно, что идут обе реакции:

• Na 2 SiO 3 + CO 2 =;
• 2) Na 2 CO 3 + SiO 2 =;

При каких условиях и почему они возможны? Допишите уравнения реакций.