Презентация "Этот удивительный кремний"

Конспект урока химии в 9 классе по теме

« Этот удивительный кремний».

Цель урока:

• Рассмотреть кремний как химический элемент, важные свойства химического вещества кремния, спектр соединений кремния, которые представлены в природе.

• Дать представление о значении элемента для живых организмов и человека.

• Развивать внимание и наблюдательность, интерес к предмету.

Оборудование к уроку: компьютер, мультимидийный проектор, экран ( интерактивная доска),

Пробирки для демонстрационных опытов, штатив, держатель , спички,

спиртовка, реактивы: конц. р-р гидроксида калия, вода, оксид кремния

( речной песок), магний, гидроксид натрия р-р, силикат калия, р-р соляной кислоты,

кремневая кислота.

Ход урока

1. Организационный момент. Проверка подготовленности обучающихся к уроку, приветствие, создание рабочей атмосферы на уроке.

2. Ввод в тему – учитель загадывает загадку детям

В природе и хрусталь и кварц

Песок лазурных берегов

Я в них живу и я таков

Я- неметалл, при нагревании пластичен

Я – полупроводник и тем я в электронике привычен

Вторым считаюсь на Земле я

Итак, зовусь я просто … кремний.

Тема сегодняшнего урока – кремний ( слайд 1)

1. Изучение нового материала

Учитель - Какие ассоциации у вас возникают при слове « кремний»?

Ответ: Прочный, твердый, камень.

Есть выражение «Не человек, а кремень».

Озвучивание цели урока. ( слайд 2)

• Рассказ учителя: Название «кремний» произошло от латинского «ляпис креманс», что означает-«камень, дающий огонь», или кремень. Кремень по латыни «силекс», от этого слова происходит научное название элемента- «силициум». ), Русское название происходит от греческого kremnos — утес, гора.

• Давайте дадим характеристику элемента по положению в ПС ( слайд 3)

Ответ ученика у доски.

• Учитель - Кремний- самый распространенный элемент земной коры. После кислорода он занимает второе место по массе ( слайды 4)- 29 % и значимыми для нашего здоровья элементами.

• Где в природе содержится кремний?

Его оксиды входят в состав более 400 минералов. Соединения кремния находятся в песке, глине, почве.

• А в живых организмах содержится ли кремний? ( слайд 5)

Какую роль он выполняет в организме человека?

способствует всасыванию кальция и стимулирует рост костей (предупреждает остеопороз);

- уменьшает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний (защищает от атеросклероза);

- влияет на работу нервной системы и головного мозга;

- нормализует обмен веществ (является катализатором многих окислительно-восстановительных процессов);

- стимулирует деятельность иммунной системы (стимулирует фагоцитоз, повышает сопротивляемость организма вирусам и инфекциям);

- укрепляет соединительную ткань (хрящи и сухожилия) и стенки кровеносных сосудов;

- способствует образованию многих ферментов, аминокислот, гормонов;

- способствует уменьшению кровяного давления;
- улучшает усвояемость более 70% необходимых организму элементов (фосфор, хлор, фтор, натрий, сера, алюминий, марганец, молибден, кобальт и др.);
- препятствует возникновению рака, туберкулеза, диабета, зоба и многих других патологических процессов;
- улучшает состояние кожи, волос и ногтей;
подпитывает энергией мозжечок (отвечает за координацию движений);
- замедляет процессы старения.

• А какой чистый кремний? Каковы его свойства? Чтобы ответить на эти вопросы давайте рассмотрим аллотропные состояния кремния. ( слайд 6) Характеристика решетки и свойств состояний кремния.

• На основании кристаллической решетки можно ли прогнозировать физические свойства?

Учитель слушает предположения учеников, внося коррективы и уточняя физические свойства кремния - слайд 7

Рассмотрим основные способы получения кремния в лаборатории и промышленности ( слайд 8)- демонстрационный опыт №1

• При обычных условиях кремний - инертное вещество. Но при нагревании он выступает и как окислитель и как восстановитель ( слайды 9-12). Кремний, полученный в д. опыте №1 использовать для д. опыта №2.

Разобрать все реакции с точки зрения ОВР, расставить коэффициенты методом электронного баланса. ( задание детям по рядам) – проверить у доски – 5 человек.( по 2 уравнения).

• Основными соединениями кремния являются оксид кремния (IV) и (II), кремневая кислота и силикаты щелочных металлов.

• Рассмотрим основные свойства оксида кремния (IV)- слайд 13

• Качественной реакцией на силикат- ионы - демонстрационный опыт №4

Итак, мы с вами познакомились с удивительным элементом и веществом КРЕМНИЕМ .

• А как использует кремний и его соединения человек? ( слайд 14, 15)

1. Подведем итог урока. Вывод делают ученики. Мы узнали на уроке……..

Мы познакомились с …….

1. Закрепление нового материала

1). Где в природе содержится кремний?

2). В состав каких продуктов входит кремний?

3). Какие функции в организме человека выполняет кремний?

4) Назовите области применения соединений кремния.

1. Домашнее задание Параграф 31 упр. 3, 4

Подготовить презентацию ( на выбор) по теме: «Производство стекла» «Производство керамики и фарфора», « Силикатная промышленность», «Силикон- материал будущего», « Магия камней», « Кремнийорганические соединения в нашей жизни»

1. Выставление оценок. Прощание. Спасибо за урок.

«Этот удивительный кремний»

Химия 9 класс

Разработала учитель химии

МОУ СОШ №76 города Саратова

Филева Татьяна Николаевна

Цель

• Рассмотреть кремний как химический элемент, важные свойства химического вещества кремния, спектр соединений кремния, которые представлены в природе.
• Дать представление о значении элемента для живых организмов и человека.
• Развивать внимание и наблюдательность, интерес к предмету.

Был получен шведом Й.Я. Берцелиусом в 1823 году

• В ПС находится в IV группе главной подгруппе, в 3 малом периоде
• Изотопы - Si Si Si
• Степени окисления- 4; 0; +4
• По шкале Полинга электроотрицательность кремния 1,9.

28

29

30

КРЕ́МНИЙ(лат. Silicium от silex — кремень), Русское название происходит от греческого kremnos — утес, гора.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

• ВТОРОЙ ПО РАСПРОСТРАНОСТИ ЭЛЕМЕНТ НА ЗЕМЛЕ – 27,6 %. В свободном виде кремний в природе не встречается.
• Кремнезем ( SO nH O) :

КВАРЦ ЯШМА

АМЕТИСТ

ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ

ХАЛЦЕДОН

АГАТ

ОПАЛ КАОЛИН( белая глина)

.

2

2

В живых организмах Как образно заметил знаменитый американский химик кремнийорганик Е.Д. Рохов, в живых земных организмах содержится столько кремния, что для его железнодорожной перевозки в виде кремнезема (SiO2) понадобился бы железнодорожный состав, пять раз опоясывающий земной шар по экватору.

• Кремний находится в осоках, пальмах, хвощах, риса посевного ,стеблях хлебных злаков. Этим объясняется повышенная прочность стеблей этих растений. Панцири инфузорий, тела губок, яйца и перья птиц, шерсть животных, волосы, стекловидное тело глаза также содержат кремний.
• У человека обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе.

АЛЛОТРОПИЯ При кристаллизации из газовой фазы кристаллического кремния на поверхностях с температурой ниже 600 °С образуется аморфный кремний

Кристаллический кремний

Аморфный кремний

Коричневый порошок

Кубическая гранецентрированная

кристаллическая решетка

по типу алмаза

Физические свойства

• Кремний- вещество серебристо-серого цвета с металлическим блеском.
• Плотность 2,4 г/см 3
• Для кристаллического Si температура пл. 1415 ° С.
• При обычных условиях кремний хрупок, выше 800°С становится пластичным.
• Кремний – полупроводник .

Получение

• В лаборатории

Восстановлением из оксида магнием или алюминием ( при нагревании):

SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO; - демонстрационный опыт №1

3SiO 2 + 4Al = 3Si + 2Al 2 O 3 .

• В промышленности

1. Восстановлением из оксида коксом в электрических печах:

SiO 2 + 2C = Si + 2CO.

2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:

SiCl 4 + 2H 2 = Si + 4HCl,

или цинком:

SiCl 4 + 2Zn = Si + 2ZnCl 2 .

Химические свойства кремния

• Взаимодействие с кислородом. Измельченный кремний при нагревании до 400–600 °С реагирует с кислородом:

Si + O 2 = SiO 2 .

2. Взаимодействие с другими неметаллами. При очень высокой температуре около 2000 °С реагирует с углеродом:

Si + C = SiC

и бором:

Si + 3B = B 3 Si.

• При 1000 °С реагирует с азотом:

3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 .

С водородом не взаимодействует.

3. Взаимодействие с галогенами. При обычных условиях кремний довольно инертен, что объясняется прочностью его кристаллической решетки, непосредственно взаимодействует только с фтором, при этом проявляет восстановительные свойства:

Si + 2F 2 = SiF 4 .

• С хлором реагирует при нагревании до 400–600 °С:

Si + 2Cl 2 = SiCl 4 .

4. Взаимодействие с галогеноводородами. С фтороводородом реагирует при обычных условиях:

Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2 ,

• с хлороводородом – при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

5. Взаимодействие с металлами. Окислительные свойства для кремния менее характерны, но они проявляются в реакциях с металлами, при этом образует силициды:

2Ca + Si = Ca 2 Si.

6. Взаимодействие с кислотами.

Кремний устойчив к действию кислот, в кислой среде он покрывается нерастворимой пленкой оксида и пассивирует.

• Кремний взаимодействует только со смесью плавиковой и азотной кислот :

Si+2HNO 3 =SiO 2 +NO+NO 2 +H 2 O

7. Взаимодействие со щелочами. Растворяется в концентрированных щелочах, образуя силикат и водород

Si+2KOH+H 2 O=K 2 SiO 3 +2H 2 ↑ - демонстрационный опыт №2

Оксид кремния ( IV) SiO - кремнезем, песок

2

• Атомная кристаллическая решетка. Твердое, тугоплавкое, нерастворимо в воде, не взаимодействует с кислотами ( кроме плавиковой).
• Взаимодействует с щелочами, образуя силикаты - ( при нагревании)

Si O + 2 NaOH Na Si O + H O - демонстрационный опыт №3

• Взаимодействует с оксидами активных металлов ( при нагревании)

Ca O + Si O Ca Si O

• С карбонатами ( при нагревании)

Si O + Ca C O Ca SI O + CO

Качественная реакция на силикат- ион ( д.о №4)

K Si O + 2 H CI 2 K CI + H Si O ,

белый студенистый осадок

2

3

2

2

2

3

2

3

3

2

2

3

2

3

Применение кремния и его соединений

1. Как полупроводник в электронике

2.Производстве солнечных батарей

3. В металлургии как раскислитель , который связывает кислород, вошедший в металл, и как легирующую добавку, повышающую прочность и коррозийную устойчивость сплавов (при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина)

4. Неорганические соединения кремния используют в технологии керамики и стекла, клеев

5 . Сырье для производства кремнийорганических соединений, получаемых в виде масел, смазок, пластмасс и синтетических каучуков ( силикон, кремнийорганические смолы, силоксаны)

Применение кремния и его соединений

6. Соединения кремния служат основой для производства цемента, кирпича

7. Оптические линзы из кремния

8. Полудрагоценные камни- аметист и

поделочные камни- агат, яшма, опал, горный хрусталь

Домашнее задание

• Параграф 31 упр. 3, 4
• Подготовить презентацию ( на выбор) по теме: «Производство стекла» «Производство керамики и фарфора», « Силикатная промышленность», «Силикон- материал будущего», « Магия камней», « Кремнийорганические соединения в нашей жизни»

Используемая литература и информационные источники

• Учебник 9 класс –автор О.С.Габриелян
• Реньян В. Р.. Технология полупроводникового кремния, пер. с англ., М., 1969;

2. Медведев С. А., Введение в технологию полупроводниковых материалов, М., 1970;

• Мильвидский М. Г., Полупроводниковые материалы в современной электронике, М., 1986;
• Нашельский А. Я.. Технология полупроводниковых материалов, М., 1987.
• Павлов Н.Н Неорганическая химия М, ВШ 1986- 336 с
• Цветков А.А. Степин Б.Д. Неорганическая химия М , ВШ 1994 – 608 с

http://www.gudrinieks.lv

  http://physica_ru_bel.academic.ru  

http://telithe.my1.ru/news/kremnij/2009-12-21-14  

http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2171.html

http://dic.academic.ru

http://ido.tsu.ru

http://yandex.ru

http://chem21.info