Конспект урока "Кремний. Оксид кремния (IV)"

Открытый урок в 9___ кл

Тема урока «Кремний и его соединения»

Цели урока:

• Образовательная: сформировать и систематизировать знания о местоположении кремния химического элемента в периодической системе, строении атома, свойствах, получении и применении кремния простого вещества и его соединений.

• Развивающая: развитие умения выделять главное и формулировать вывод

• Воспитательная: Способствовать развитию умений выдвигать гипотезы, отвечая на проблемные вопросы, работая в паре совместно приходить к общему решению.

Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний

Наглядное оформление: Презентация «Кремний и его соединения»

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Мотивация учебной деятельности учащихся, целеполагание.

• На протяжении нескольких предыдущих уроков вы изучали представителей неметаллов: познакомились со строением и свойствами их атомов, физическими и химическими свойствами, применением. Последним неметаллом был углерод и сейчас мы проведем игру, вспомним какие соединения образует данный химический элемент.

Игра «Термины - синонимы»

1.Гидрокарбонат натрия А. Угарный газ

2.Оксид углерода (IV) Б. Поваренная соль

3. Хлорид натрия В. Мел, известняк

4.Оксид углерода (II) Г. Углекислый газ

5. Карбонат кальция Д. Пищевая сода

• Прежде чем мы продолжим изучение следующего неметалла, я предлагаю вам выполнить прочитать высказывание знаменитого отечественного ученого в области минералогии А.Е Ферсмана: «Показывают самые разнообразные предметы: прозрачный шар, сверкающий на Солнце чистотой холодной ключевой воды, чистый песок на берегу моря, красиво ограненный груды горного хрусталя, окаменелое дерево, превращенное в камень, грубо обработанные наконечник стрелы древнего человека... все это одно и то же соединение...?"» О каком соединении идет речь?

• О чём будем сегодня на уроке говорить? (о химическом элементе кремнии и его соединениях

Тема урока: Кремний и его соединения

Проблема: Нужно ли людям знать о кремнии и его соединениях?

• Как вы считаете, нужно ли людям знать о кремнии и его соединениях?

• Итак, о кремнии и его соединениях нужно знать всем и сегодня на уроке я предлагаю в этом убедиться еще раз.

III. Основная часть. Изучение нового материала

- Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого очень велика, т.к. по распространенности на Земле он второй после кислорода, - это кремний.

Дадим характеристику этому химическому элементу: (Слайд) (сообщение одного из обучающихся, работа с периодической системой)

1.Строение.

Кремний – элемент IV группы и 3-го периода, порядковый номер 14, А=28, 14 протонов и 14 нейтронов, 14 электронов. Строение его электронной оболочки следующая: 14 Si 2e 8e 4e

План характеристики химического элемента

на основании его положения в ПСХЭ

1. Химический знак, название элемента

2. Положение в ПСХЭ:

• порядковый номер (Z);

• относительная атомная масса (Ar);

• номер периода, большой или малый;

• номер группы, главная или побочная.

1. Характер элемента: металл, неметалл или переходный элемент

2. Строение атома:

• схема строения атома;

• электронная формула;

• электронно-графическая формула;

• число протонов (p⁺), нейтронов (n⁰)в ядре.

2. Нахождение в природе.

- Земная кора на одну четверть состоит из соединений кремния. Наиболее распространённым является оксид кремния (IV) – кремнезём. В природе он образует минерал кварц и многие другие разновидности: горный хрусталь, аметист, агат, опал, яшма, халцедон, сердолик (полудрагоценные камни), а также обычный кварцевый песок .

Именно кремень положил начало каменному веку. Причин этому две: доступность и распространённость, а также способность образовывать на сколе острые режущие края.

Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые распространённые алюмосиликаты: гранит, различные виды глин, слюды (слайд 7)

Не содержащий алюминия силикат – асбест ( из него изготавливают огнестойкие ткани)

Оксид кремния (IV) необходим и растениям, и животным. Он придаёт прочность стеблям растений и покровам животных ( камыши твёрдо стоят, осока режет, как лезвие, чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц, шерсть животных содержат оксид кремния (IV).

Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует их скелеты)

3. Открытие кремния.

- Уже в глубокой древности люди широко использовали в своём быту соединения кремния. Вспомните древних людей. Из чего были изготовлены их орудия труда? Но сам кремний впервые был получен в 1824 г. Шведским химиком И.Я. Берцелиусом. Однако, за 12 лет до него кремний получили Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар, но он был очень загрязнён примесями.

Латинское название «силициум» берёт своё начало от латинского «силекс» - камень. С греческого языка «кремнос» - утёс, скала.

4. Физические свойства

(материал по этому вопросу может быть подготовлен и освещён учащимися)

- Вы обратили внимание, что когда мы говорим о содержании в природных условиях элемента кремния, то упоминаем только его соединения, но не простое вещество.

Кремний в свободном виде в природе не встречается в отличие от углерода (алмаз, графит, аморфный С и т.д.)

кремний – неметалл, существует в кристаллическом и аморфном виде.

Кристаллический кремний – серовато-стального цвета с металлическим блеском, твёрдый (7 баллов по шкале Мооса), но хрупкий, малореакционноспособный; полупроводник, (с повышением температуры электропроводность повышается), и с нарушением правильности структуры.

Такие свойства обусловлены строением кристаллов, аналогичным структуре алмаза.

Физические константы: g = 2,33 г/см³; t пл.= 1415 ⁰С; t кип.= 3500 ⁰С

Аморфный кремний представляет собой белый порошок.

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА:

Упражнения для глаз:

• Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5;

• Крепко зажмурить глаза (считать до 3), открыть, посмотреть вдаль (считать до 3);

• В среднем темпе, не поворачивая головы, посмотреть налево – вперёд – направо – вперёд – вверх – вперёд – вниз – вперёд – 2 раза;

• Медленно потянитесь головой к правому, затем к левому плечу 3 раза;

• Попеременно поднимайте и опускайте плечи 3раза.

5. Химические свойства (слайд 14)

а) кремний - восстановитель

Все реакции протекают при нагревании!

1. Si + O₂ = SiO₂ (оксид кремния (IV))

Si⁰ – 4e^- Si⁺⁴ восстановитель

O₂ + 4e^- 2O^-2 окислитель

1. Si + 2Cl₂ = SiCl₄ (хлорид кремния)

2. Si + 2S = SiS₂ (сульфид кремния)

2000⁰C

1. Si + C Si⁺⁴C^-4 (карбид кремния или карборунд, по твёрдости близок к алмазу)

2. Si + 2H₂O(пар) = SiO₂ + H₂

3. Si + 2NaOH(конц.) + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

б) кремний – окислитель

Si + 2Ca = Ca₂Si (силицид кальция)

Вывод: свойства кремния и углерода похожи. Оба неметалла взаимодействуют с кислородом, галогенами, серой, металлами. Но в отличие от углерода кремний напрямую не соединяется с водородом.

6.Учитель подробно рассматривает свойства оксида кремния (IV) и проводит сравнительный анализ двух оксидов – SiO2 и CO2. результаты обсуждения в виде таблицы выводятся на экран.

Обратите внимание на одно важное свойство оксида кремния:

SiO2 + 4HF = 2H2O + SiF4

Оксид кремния входит в состав стекла, поэтому плавиковую кислоту нельзя хранить в стеклянной посуде.

Вывод: физические свойства оксидов резко отличаются, т.к. они образуют разные кристаллические решётки – молекулярную (CO2) и атомную (SiO2), но химические свойства схожи. Отличие состоит в различном отношении к воде.

IV. Заключительная часть. Закрепление:

Тестовая работа

Для этого выполним задания ГИА.

Задание № 1. (А)

Число электронов во внешнем электронном слое атома с зарядом ядра +14 равно:

1) 6 2) 3 3) 4 4) 2

Задание № 2

Кислотным оксидом является:

1) SiO2 2)Al2 O3 3) Na 2O 4) NO

Задание № 3

Оксид кремния (IV) взаимодействует с

1) NaCl 2) P2 O5 3) Ca(OH)2 4) HNO3

Задание № 4 (В 1)

В ряду химических элементов Ge – Si – C

1.увеличиваются радиусы атомов

2.увеличивается электроотрицательность

3.усиливаются кислотные свойства их высших оксидов

4.возрастает значение высшей степени окисления

5.увеличивается число электронов во внешнем электронном слое атомов

Задание № 5 (С2)

К избытку карбоната кальция добавили 146 г раствора с массовой долей соляной кислоты 5 %. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.

Ответ: 2,24 л.

V. Домашнее задание (инструктаж):

1. Прочитать § 37 «Кремний и его соединения», выписать в тетрадь получение кремния;

2. Упр.3+тест

VI. Итог урока:

Итак, нужны ли людям знания о кремнии и его соединениях?