ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ "КРЕМНИЙ"

Кто хочет съесть ядро ореха, должен расколоть его скорлупу.

Цели урока:

Дать общую характеристику элементу кремний. Рассмотреть природные соединения кремния. Провести сравнительный анализ с соединениями углерода. Изучить свойства кремния.

План характеристики:

• Открытие кремния
• нахождение в природе
• Строение и свойства атомов
• Получение кремния
• Физические свойства кремния
• Химические свойства кремния
• Соединения кремния
• Применение кремния

Открытие кремния

Кремний был впервые открыт в 1811 году Гей-Люссаком и Тенаром. Он является одним из наиболее распространенных в земной коре элементов. Массовая доля кремния составляет 27,6 % . В природе встречается в виде оксидов, силикатов и алюмосиликатов.

Кремний

• его 26 % в природе
• по распространению в земной коре занимает 2-е место после кислорода
• его оксиды являются основной частью песка и глины
• в виде кристаллов входит в состав горных пород
• образует бесцветные кристалла кварца и горного хрусталя
• на его основе создано промышленное производство керамики, стекла, цемента
• полупроводник

Сверху вниз:

Гранат.

Лунный камень.

Амазонит (полевой шпат, алюмосиликат калия КА lSi 3 О 8 ) -

красивый поделочный камень из Ильменских гор (Урал).

Входит также в состав растений и животных. Анализ образцов лунного грунта показал наличие SiO 2 в количестве более 40 % .

Строение и свойства атомов

Физические свойства кремния

Кремний – кристаллическое вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. Кристаллическая решетка кремния напоминает структуру алмаза. Полупроводник. t плав ( Si )=1415 ˚ C , t плав (алмаз)=3730 ˚ C .

Получение кремния

Лабораторный способ:

SiO 2 +2Mg=Si+2MgO

Промышленный способ:

SiO 2 +2 C=2CO+Si

SiCL 4 + 2Zn = Si + 2ZnCL 2

Химические свойства кремния

а) восстановительные 1) Si + O 2 =SiO 2 2) Si + 2CL 2 = SiCL 4 3) Si + S = SiS 2 4) Si + 2H 2 O ( пар) = SiO 2 + H 2 5)Si + C = SiC ( карборунд) 6 ) Si +2NaOH ( конц) + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2 б) окислительные Si + 2Ca = Ca 2 Si

Соединения кремния

• SiH 4 силан – бесцветный газ

• - получают косвенно, действуя на силициды металлов водой или кислотами:
• Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 + SiH 4
• - менее стоек по сравнению с CH 4 , самовоспламеняется при обычной температуре:
• SiH 4 + 2O 2 =SiO 2 + 2H 2 O

Соединение кремния

Свойства CO 2

Свойства SiO 2

Кислотный оксид

Молекулярная кристаллическая решетка

Бесцветный газ, при сжатии и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояние («сухой лед»).

Химические свойства

H 2 O+CO 2 ↔H 2 CO 3

CO 2 +CaO=CaCO 3

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

CO 2 +2Mg=2MgO+C

C+CO 2 =2CO ↑

Свойства CO 2

Свойства SiO 2

Кислотный оксид

Молекулярная кристаллическая решетка

Атомная кристаллическая

решетка

Бесцветный газ, при сжатии и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояние («сухой лед»).

Кристаллическое, твердое вещество,

Тугоплавкое, высококипящее. Имеет несколько полиморфных модификаций.

Химические свойства

H2O+CO2 ↔H2CO3

-----

CO2+CaO=CaCO3

SiO2+CaO=CaSiO3

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

CO2+2Mg=2MgO+C

SiO2+2Mg=2MgO+Si

C+CO2=2CO ↑

SiO2+2C=Si+2CO ↑

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

Кремниевая кислота и её соли

• Получить кремниевую кислоту можно только из её солей:

• Na 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCL + H 2 SiO 3

• SiO 3 2- + 2H + = H 2 SiO 3
• Выделить в чистом виде нельзя,.т.к. при нагревании она разлагается:
• H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

соли кремниевой кислоты называют силикатами. Их можно получить сплавлением оксида кремния с оксидами металлов или карбонатами:

SiO 2 + CaO = CaSiO 3

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

Силикаты На силикаты приходится более 1 / 4 массы всей земной коры. К ним относится около 500 минералов, в т.ч. важнейшие породообразующие: полевые шпаты, слюды, пироксены и др. силикаты – это и песок, и глина, и кирпич, и стекло, и цемент, и эмаль, и тальк, и асбест, и изумруд, и топаз.

Применение соединений кремния

• Стекло

• Оконное стекло

• Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 =

Na 2 O .CaO .6SiO 2

Хрусталь

K 2 O . PbO . 6SiO 2

Применение соединений кремния

• Керамика

Из керамики изготавливают изоляторы для высоковольтных ЛЭП и другие изделия, используемые в технике, строительстве, быту и т.п.

Керамика - общее название многочисленных материалов, полученных при спекании глин с различными минеральными добавками. Значит, и кирпич - керамика, и кафель, и осколки древнегреческой амфоры - тоже керамика.

Современная посуда из керамики

Выводы:

• Кремний в отличии от углерода в свободном виде в природе не встречается.
• Кремний может быть, как окислителем так и восстановителем.
• Оксид кремния в отличии от оксида углерода ( IV ) с водой не взаимодействует.
• Кремний - полупроводник, его соединение используют для получения стекла, цемента, бетона, а также для получения кирпича, фарфора, фаянса и изделия из них.