КРЕМНИЙ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ Составитель: И.Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ 37 города Белово

Строение атома Si 14 ) 2e ) 8e ) 4e

Кристаллическая решётка кремния Кремний – неметалл с атомной кристаллической решеткой.

Структура кремния аналогична структуре алмаза. В его кристалле каждый атом окружен четырьмя другими и связан с ними ковалентной связью, которая значительно слабее, чем между атомами углерода в алмазе. В кристалле кремния даже при обычных условиях часть ковалентных связей разрушается.

Физические свойства кремния Темно-серые, блестящие, непрозрачные кристаллы Хрупкий Твердый Тугоплавкий Полупроводник

Кремний полупроводник Солнечные батарейки Солнечные батареи Фотоэлементы Электроника

Кремний по распространению в земной коре занимает 2-е место после кислорода

АЛЛОТРОПИЯ КРЕМНИЯ Кристаллический кремний Аморфный кремний

SiO 2 кремнезём (песок) Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O каолинит (глина) Нахождение в природе

Соединения кремния Примеры: Si, SiO 2, SiO

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 + 2H 2 б) окислительные Si + 2Ca = Ca 2 Si – силицид кальция 6)Si +2NaOH (конц) + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Силициды легко разлагаются водой или кислотами, при этом выделяется газ – силан SiH 4– силан SiH 4 Mg 2 Si + 2H 2 SO 4 = 2MgSO 4 + SiH 4 В отличие от углеводородов силан на воздухе самовоспламеняется и сгорает SiH 4 + 2О 2 = SiО 2 + 2Н 2 О Повышенная реакционная способность силана по сравнению с метаном СН4 объясняется тем, что у кремния больше размер атома, чем у углерода, поэтому химические связи Si – H менее прочные, чем связи С-Н.

Методы получения кремния В промышленности кремний получают восстановлением кремнезема SiO 2 коксом в электрических печах при С: SiO 2 + 2C Si + 2CO В лаборатории: SiO 2 + 2Mg Si + 2MgOSiO 2 + 2Mg Si + 2MgO 3SiO 2 + 4Al 3Si + 2Al 2 O 3 Чистый кремний получают: SiCl 4 + 2Zn Si + ZnCl 2

ПРИМЕНЕНИЕ КРЕМНИЯ Кремнистые стали Силиконовый каучук ФотоэлементыСиликоновый герметик

СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ ОКСИД КРЕМНИЯ SiO 2 ОКСИД КРЕМНИЯ SiO 2 КРЕМНЕВАЯ КИСЛОТА H 2 SiO 3 КРЕМНЕВАЯ КИСЛОТА H 2 SiO 3 СОЛИ КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ СИЛИКАТЫ СОЛИ КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ СИЛИКАТЫ Si

Соединения кремния 1. Оксид кремния (IV) Оксид кремния SiO 2 (IV) называют также кремнеземом Физические свойства: бесцветное, твердое тугоплавкое вещество (tплав.=1700°С), (Н) в Н 2 О и кислотах, кроме плавиковой, имеет атомную кристаллическую решётку

Модификации кремнезёма (кварца) 1)кристаллический кремнезем в виде минерала кварца и его разновидностей (горный хрусталь, халцедон, агат, яшма, аметист, авантюрин, цитрин, кремень). Кварц составляет основу кварцевых песков, широко используемых в строительстве и в силикатной промышленности; 2) аморфный кремнезем (кварцевое стекло, диатомит, трепел )

ОКСИД КРЕМНИЯ - SiO 2 песок горный хрусталь(кварц) аметист

Драгоценные камни - всего лишь оксиды кремния? Розовый аметист Агат Ваза из оникса (разновидности агата) Халцедон Аметист лиловый Яшма Сердолик

Соединения кремния в живой природе Дает прочность стеблям растений Защитные покровы животным Гладкость и прочность костям Стебли злаков Крылья бабочек Шерсть животныхПанцирь жуков Чешуя рыб Перья птиц

Каменный век кремень SiO 2 Каменный век – век кремневых орудий труда Распространен и доступен На сколе очень острый

Химические свойства оксида кремния (IV) Относится к кислотным оксидам: 1. При сплавлении его с твердыми щелочами, основными оксидами и карбонатами образуются соли кремниевой кислоты - силикаты а) SiO 2 + 2NaOH H 2 O+ Na 2 SiO 3 б) SiO 2 + CaO CaSiO 3 в) SiO 2 + Na 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2

2. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). t а) SiO 2 + 3C(кокс) SiC + CO б) SiO 2 + 2Mg Si + 2MgO 3. В воде оксид кремния (IV) не растворяется и с ней химически не взаимодействует 4. Взаимодействует только с плавиковой кислотой SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O

КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА H 2 SiO 3КИСЛОТА КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА H 2 SiO 3КИСЛОТА Na 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 SiO 3 кремниевая кислота Получение: Кремниевая кислота нерастворима в воде

СОЛИ КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ- СИЛИКАТЫ Растворимые силикаты натрия и калия называют жидким стеклом. Их водные растворы – силикатный клей.

Применение силикатов В качестве жидкого стекла - концентрированных растворов силикатов калия и натрия, его используют: а) при изготовлении клея и водонепроницаемых тканей б) при изготовлении кислотоупорных бетонов, в) изготовления замазок, конторского клея г) пропитка тканей, дерева и бумаги для придания им огнестойкости и водонепроницаемости

Силикатная промышленность стекло керамика цемент оконное химическое хрустальное стекловолокн о кварцевое цветное оптическое быстротвердеющий расширяющийся морозостойкий жаропрочный бетон железобетон шлакобетон Строительные материалы: кирпичи канализационны е и дренажные трубы облицовочные плиты Предметы быта: фарфор фаянс майолика

Стекло - древнейшее изобретение человечества Оконное стекло Кварцевое стекло Хрустальное стекло Цветное стекло Стеклянные изделия Древнего Египта Витраж в Венском соборе16век Хрустальные вазы 18век Царские кубки 17 век Стеклянные ландыши 20 век

Керамика – значит глина, а там тоже кремний Кирпич Керамическая посуда Фарфор Фаянс Статуэтки Отделочная плитка

Цемент – это тоже соединения кремния Бетон Железобетон Дом из бетонных панелей Плотина Братской ГЭС

Домашнее задание п.31, 3,4 Повторить П

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!