Презентация 9 класс кремний. Кремний и его соединения

• Название: Кремний и его соединения
• Дата: 25.08.2022
• Размер: 2.17 Mb.
• Имя файла: Презентация 9 класс кремний.pptx
• Тип: Урок; #653448

Что объединяет эти изображения?

Китайский погребальный сосуд

Кремниевый мушкет

Морские губки

Диатомовые водоросли

Хвощ

Радиолярии

Тема урока: Кремний и его соединения

• Цель: формирование представлений о кремнии, его соединениях, их физических и химических свойствах на основании строения, значение кремния в природе и для человека. 

"Никакой организм не может существовать без кремния"

В.И. Вернадский

Кремень

Кремень, именно этот

невзрачный и очень

прочный камень,

положил начало

каменному веку – веку

кремневых орудий труда.

Причин две:

- распространенность и доступность кремния;

- способность образовывать при сколе острые режущие края;

«Кремний- основа земной коры» Академик А. Е. Ферсман

Оксид кремния в природе

Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O - каолинит

(основная часть глины)

K2O · Al2O3 · 6SiO2 - ортоклаз

(полевой шпат)

Разновидности минералов на основе оксида кремния

Агат

Горный

хрусталь

Кварц

Цитрин

Кошачий глаз

Аметист

Яшма

Сердолик

Опал

Биологическая роль

Важнейшее соединение кремния – SiO2 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

Биологическая роль

Чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц и шерсть животных прочны, так как содержат кремний

Биологическая роль

Кремний придаёт гладкость и прочность костям и кровеносным сосудам человека.

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

Основные симптомы дефицита кремния в организме

* ухудшение состояния волос; * выпадение волос; * ослабление соединительной ткани; * остеопороз; * хрупкость костных тканей; * воспалительные заболевания ЖКТ (желудочно-кишечного тракта); * раннее развитие атеросклероза.

• участвует в усвоении организмом более 70 минеральных солей и витаминов;
• способствует усвоению кальция и росту костей, предупреждает остеопороз;
• стимулирует иммунную систему;
• улучшает состояние ногтей, кожи, укрепляет соединительные ткани;
• снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.
• При недостатке кремния снижается усвояемость кальция, железа, кобальта, марганца, фтора и других веществ и нарушается обмен веществ.

Продукты, содержащие кремний

История открытия

• В чистом виде кремний был выделен в 1811 году французскими учёными Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром.
• В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому химическому элементу было дано название «силиций» (от лат. Silex — кремень).
• Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Ивановичем Гессом. В переводе c др.-греч. Κρημνός — «утёс, гора».

Расположение кремния в периодической системе…

Рассмотрите расположение химического элемента в ПС по плану:

Порядковый номер заряд ядра:

Относительная атомная масса:

Период энергетические уровни;

Группа на внешнем энергетическом уровне ;

Электронная формула:

Строение атома кремния

Положение в ПС:

Порядковый номер 14 заряд ядра: +14; p=14, e=14 ;

Относительная атомная масса: Ar (Si)=28 n=28 - 14 =14;

Период III 3 энергетических уровня;

Группа IV, главная 4e на внешнем энергетическом уровне;

Электронная формула: +14 Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 неметалл;

Свойства атома

Si0

- 4е

восстановитель

+ 4е

окислитель

Si+4

Si-4

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;

Кристаллическая структура кремния

Кристаллическая решетка

кремния кубическая

гранецентрированная типа алмаза.

Но из-за большей длины связи

между Si – Si, твердость кремния значительно меньше, чем алмаза.

Кремний хрупок, только при нагревании выше 8000С.

Физические свойства кремния

Кремний – неметалл, имеет две аллотропные модификации

Кристаллический кремний	Аморфный кремний
вещество серовато – стального цвета с металлическим блеском, весьма твердое, но хрупкое р = 2,33 г/см3; t пл. = 14150С; tкип. = 23490С	бурый порошок обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический кремний р = 2,0 г/см3; t пл. =1420 0С; tкип. =2600 0С

Электрофизические свойства

Элементарный кремний —

типичный полупроводник.

На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси.

Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки

элементов III-й группы — бор, алюминия, галлия и индия,

с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или сурьма.

Соединения кремния

Химические свойства кремния

восстановительные	окислительные
При комнатной температуре реагирует только c фтором Si + 2F2 SiF4 При нагревании до 400 – 5000С кремний реагирует с кислородом Si + O2  SiO2	При нагревании с металлами образуются: силициды. 2Са + Si Ca2Si

Химические свойства кремния

С водородом кремний непосредственно не реагирует.

Водородное соединение силан, получают косвенным способом, при взаимодействии силицидов с кислотами:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4↑

Кремний взаимодействует со сложными веществами:

-кислотами:

3Si+12HF+4HNO3 = 3SiF4+4NO +8H2O

-щелочами:

Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 ↑

Получение кремния

Промышленный способ	Лабораторный способ
SiO2 + 2C = 2MgO + Si В промышленности кремний получают восстанавливая расплав SiO2 коксом при t = 18000C в дуговых печах	SiO2+2Mg = Si+2MgO 3SiO2+4Al = 3Si+2Al2O3 В лаборатории в качестве восстановителей используют магний или алюминий

Свойства оксидов

СО2	SiO2
Бесцветный газ	Кристаллическое, твердое вещество, тугоплавкое.
Молекулярная кристаллическая решетка	Атомная кристаллическая решетка
Кислотный оксид	Кислотный оксид
Химические свойства
H2O + CO2 = H2CO3	Не взаимодействует
CO2 + CaO = CaCO3	SiO2 + CaO = CaSiO3
CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3 + H2O	SiO2 + NaOH = Na2SiO3 + H2O

Свойства кислот

H2CO3	H2SiO3
Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, непрочная, т.к. летучая.	Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, нерастворимая в воде.
Получение: СО2 + Н2О = Н2СО3	Получение: действие сильных кислот на силикаты Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓
Нестойкая, непрочная, при стоянии или нагревании разлагается: Н2СО3 = СО2 + Н2О	Выделить в чистом виде нельзя, т.к. при нагревании разлагается: H2SiO3 = SiO2 + H2O
Zn + H2CO3 = ZnCO3 + H2 Незначительное выделение газа	__________

Силикатная промышленность

керамика	стекло	цемент
кирпич	оконное	портландцемент
трубы	оптическое	быстротвердеющий
плиты	хрустальное	расширяющийся
фарфор	рубиновое	морозостойкий
фаянс	тугоплавкое	жаропрочный

Керамика
Фарфор = каолин + глина + кварц + полевой шпат. Родина фарфора – Китай, где фарфор известен уже в 220 г. В 1746 г – налажено производство фарфора в России	Фаянс - от названия итальянского города Фаэнца. Где в 14-15 веках было развито керамическое ремесленничество. Фаянс – отличается от фарфора большим содержанием глины (85%), более низкой температурой обжига.

Спасибо!

За ваше внимание