Кремний и его соединения

1. Характеристика Характеристика элемента по положению в системе и строению атома 2. Распространение Распространение в природе 3. Физические Физические свойства Аллотропия 4. Химические Химические свойства 5. Способы Способы получения 6. Применение Применение кремния и его соединений 7. Оксид Оксид кремния IV 8. Кремниевая Кремниевая кислота

Si - элемент 14, 3 период, IV А группа, Ar(Si)=28. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 3d 0 – стационарное состояние 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 0 – возбуждённое состояние 3s3s 3p3p 3d3d 3s3s 3p3p 3d3d Возможные степени окисления: -4; 0; +2; +4

Нахождение в природе Кремний – важнейший элемент земной коры. По распространённости в природе он занимает второе место после кислорода (примерно 27,6%). Кремний существует в природе только в связанном состоянии: в виде силикатов (MeSiO 3 ) или кремнезёма (SiO 2 ) – песок, ортоклаз (полевой шпат) K 2 O·Al 2 O 3 ·6SiO 2

Яшма Агат

Физические свойства Кристаллический кремний Тёмно-серого цвета, имеет металлический блеск, полупроводниковые свойства Химически инертен. Плотность 2,33 г/см 3 Температура плавления = 1415 С Аморфный кремний Бурый порошок Более активен, чем кристаллический Алмазоподобная структура Плотность 2 г/см 3 Кремний

Химические свойства Si + 2F 2 SiF 4 (фторид кремния) Si + 2Cl 2 SiCl 4 (хлорид кремния) Типичный неметалл, инертен. Реагирует с сильными окислителями или восстановителями при очень высокой температуре. Si + O 2 SiO 2 (оксид кремния) 2)Кремний сгорает в кислороде 3)Кремний взаимодействует с азотом и углеродом Si + C SiС (карборунд)3Si + 2N 2 Si 3 N 4 ( нитрид кремния ) 4)Кремний растворяется в щелочах при нагревании Si + 2NaOH + H 2 O Na 2 SiO 3 + 2H 2 Как восстановитель 5)С водородом не взаимодействует Si + H 2 1)Взаимодействует с галогенами

При сплавлении кремния с металлами могут образоваться силициды Как окислитель Si + 2Mg Mg 2 Si (Силицид магния) Силициды – малоустойчивые соединения. В присутствии воды или кислот они разлагаются: Mg 2 Si + 4H 2 O 2 Mg(OH) 2 + SiH 4 (силан) Ca 2 Si + 4HCl 2CaCl 2 + SiH 4 (силан) Химические свойства

Способы получения кремния 2)В лаборатории – восстановлением SiO 2 + 2C Si + 2CO SiO 2 + 2Mg Si + 2MgO 3SiO 2 + 4Al 3Si + 2Al 2 O 3 3)Наиболее чистый кремний получают из тетрахлорида кремния SiCl 4 + 2H 2 Si + 4HCl SiCl 4 + 2Zn Si + 2ZnCl 2 1)В промышленности

Применение кремния Si Солнечные батареи Электротехника Полупроводник овая электроника SiO2 Производство жаропрочных сталей

Оксид кремния IV (SiO 2 ) n Кварц Кристобалит Коусит Горный хрусталь Агат Яшма опал Кварцевый песок В природе 2 вида кремнезёма: Кристаллический и аморфный. Твёрдое, кристаллическое вещество, атомная кристаллическая решётка, немолекулярного строения. Т пл = 1728 С, Т кип = 2590 С, инертен.

1. Со щелочами при t SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O 2. С солями SiO 2 + CaCO 3 CaSiO 3 + CO 2 3. С основными оксидами SiO 2 + CaO CaSiO 3 4. Не реагирует с водой SiO 2 + H 2 O Кислотный оксид 5. Особое свойство (Травление стекла) SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O 6. С металлами при t SiO 2 + 2Mg 2MgO + Si

Кремниевая кислота. Силикаты nSiO 2 mH 2 O поликремниевые кислоты N = 1, m = 1 SiO 2 H 2 O или H 2 SiO 3 – кремниевая кислота. Слабая, непрочная, в воде малорастворимая (образует коллоидный раствор), нет кислого вкуса. 1. При нагревании разлагается H 2 SiO 3 H 2 O + SiO 2 2. Со щелочами H 2 SiO 3 +2NaOH 2H 2 O + Na 2 SiO 3 Na 2 SiO 3 и K 2 SiO 3 – жидкое стекло Получение : Na 2 SiO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 SiO 3 Студенистый осадок Свойства: