Кремний и его соединения

Тема урока

Кремний

Тип урока

Открытие новых знаний

Цель урока

Задачи урока (планируемый результат)

Предметные умения

УУД

Обучающийся узнает:

Физические и химические свойства кремний, о его важнейших соединениях;

Обучающийся продолжит:

формирование навыков составления уравнений реакций с участием кремния и уравнивать их методом электронного баланса

Обучающийся научиться:

Давать характеристику элемента на основе его положения в ПСХЭ

Проводить сравнительный анализ двух оксидов: углерода и кремния

Личностные:

определиться в выборе индивидуальных образовательных потребностей; научиться общаться со сверстниками, отстаивать свою точку зрения в процессе беседы, показывать свою убежденность в вопросах значения химических знаний в повседневной жизни; оценивать жизненные ситуации и поступки с точки зрения общечеловеческих норм.

Регулятивные:

организовывать свое рабочее место под руководством учителя; определять цель и составлять план выполнения задания; развивать практические навыки и умения при решении повседневных проблем связанных с химией.

Познавательные:

научиться выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний; устанавливать причинно-следственные связи; выдвигать гипотезы и обосновывать их; формулировать проблемы.

Коммуникативные:

участвовать в диалоге на уроке и в жизненных ситуациях; сотрудничать с одноклассниками в поиске и сборе информации; принимать решения и реализовывать их; точно выражать свои мысли.

Организация пространства

Формы работы

Ресурсы

Индивидуальная, парная, фронтальная

• компьютер, презентация;

• учебник химии О.С.Габриелян 9 класс.

Мотивационно – целевой этап

Этапы урока, цель

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Формирование УУД

1. Мотивация и стимулирование деятельности учащихся

Создать условия для возникновения внутренней потребности, включения в учебную деятельность, вызвать интерес.

- Добрый день. Очень рада приветствовать вас на очередном увлекательном уроке химии.

Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого очень велика, т.к. по распространенности на Земле он второй после кислорода.

В наши дни о пользе этого элемента известно почти каждому. Этот «чудо-камень» активно применяется в качестве природного фильтра и активатора воды, используемой для питья, изготовления лекарственных препаратов, проведения бальнеологических процедур и пр. Настоянную на этом элементе воду активно приобретают и производители для использования ее в изготовлении алкогольной продукции, крахмала и пр.

Камень этого элемента, известный людям еще с древних времен, использовали для самых разнообразных целей. Он стал материалом для изготовления первых орудий труда, оружия для охоты,  незаменимым помощником в высечении огня и без малого положил начало новой эпохе развития человечества, известной как «каменный век». Кроме того, древним были известны такие минералы, как кварц или горный хрусталь, халцедон, топаз, оникс, аметист, основу которых составляет кремнезём,  . А уже около 3000 лет назад до н.э. в Древнем Египте стали применять его соединения для изготовления стекла.

Как вы думаете, о каком элементе идет речь?

Попробуйте узнать этот элемент используя электронную схему строения его атома, представленную на доске.

Личностные:

Нравственно – этическая ориентация

Коммуникативные:

Умение работы в паре

Личностные:

Самоопределение

Коммуникативные:

Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками

1. Актуализация знаний и фиксация затруднений в деятельности.

Актуализация знаний, достаточных для построения нового знания, фиксация учащимися затруднения в выполнении учебного действия.

В средние века минерал кремень был незаменим и в быту. Его использовали для сохранения молока от преждевременного скисания, отделки стен в помещениях для хранения мяса, а на мельницах устанавливали кремневые жернова для получения высококачественной хлебопекарной муки. Кремень также нашел применение в народной медицине.  Его использовали как инструмент для срезания бородавок, а в измельченном виде благодаря своим антисептическим и бактерицидным свойствам он использовался в качестве присыпки при ранениях и гангрене. Уже тогда на кремне настаивали воду, которую использовали для лечения ран и различных заболеваний. В Британии использовали водные настои кремня, которым изобиловали местные меловые залежи. А на Руси для очистки колодцев выкладывали кремнем их внутреннюю поверхность. Даже загнившая колодезная вода после этого становилась прозрачной, приобретала приятный вкус, а употребление ее хорошо влияло на организм.

Однако, вплоть до ХІХ века не удавалось получить кремний из кремнезема. Лишь в 1820-х годах открытие нового элемента сделал шведский химик Й. Берцелиус, получивший аморфный порошок, который назвал «силиций» или «кизель» (Kiesel,кремень). А в 1854 г. ученому Сент Клер-Девиллю удалось впервые получить кристаллический кремний.

В ХХ веке, с развитием науки, о целебных свойствах кремня почти забыли, если бы не легенды об одном из озер недалеко от Санкт-Петербурга. В его воде, по рассказам местных жителей, никогда не водилась рыба и отсутствовала какая-либо другая живность, однако после купания в нем люди переставали болеть, улучшалось их самочувствие, заживали ссадины и раны. В ходе исследования на дне озера ученые нашли залежи кремния, что и стало началом для изучения лечебных свойств кремня и настоянной на нем воды, в результате которых были получены положительные результаты об антисептическом и бактерицидном действии воды на организм.

Латинское название «силициум» берёт своё начало от латинского «силекс» - камень. С греческого языка «кремнос» - утёс, скала.

Скажите, какими химическими свойствами обладает кремний?

А какие он образует соединения, и каковы их свойства?

Высказывают свои предположения

Познавательные:

Осознание готовности решения проблемы через мыслительные операции и учебные навыки, повторение изученного, структурирование знаний, контроль и оценка результатов деятельности

Коммуникативные:

Планирование учебного сотрудничества

1. Постановка цели урока. Построение проекта выхода из затруднений

Сформулировать и согласовать тему и цель урока, построить план достижений урока

- Как вы думаете, какая тема урока?

- Какую цель мы сегодня на уроке перед собой поставим?

План урока:

1 – Характеристика элемента в сравнении с углеродом на основе их положения в ПСХЭ

2 – физические свойства;

3 – получение;

4 – химические свойства кремния;

5 – соединения кремния и его применение.

6 – закрепление

7 – рефлексия

8 – домашнее задание

Формулируют тему урока

Предлагают план для достижения цели.

Общеучебные:

Самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели

Коммуникативные:

Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками.

Регулятивные:

Целеполагание как постановка учебной задачи

Процессуальный этап

1. Открытие новых знаний. Реализация построенного проекта.

Апробация способа действия, направленного на решение проблемной ситуации, его вербальное фиксирование.

Земная кора на одну четверть состоит из соединений кремния. Наиболее распространённым является оксид кремния (IV) – кремнезём. В природе он образует минерал кварц и многие другие разновидности: горный хрусталь, аметист, агат, опал, яшма, халцедон, сердолик (полудрагоценные камни), а также обычный кварцевый песок.

Именно кремень положил начало каменному веку. Причин этому две: доступность и распространённость, а также способность образовывать на сколе острые режущие края.

Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые

Оксид кремния (IV) необходим и растениям, и животным. Он придаёт прочность стеблям растений и покровам животных ( камыши твёрдо стоят, осока режет, как лезвие, чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек, перья птиц, шерсть животных содержат оксид кремния (IV).

Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует их скелеты.

1 ученик у доски: характеристика положения кремния в таблице химических элементов

Д.И. Менделеева, возможные степени окисления, построение электронной формулы атома кремния.

2 ученик: характеристика положения углерода в таблице химических элементов

Д.И. Менделеева, возможные степени окисления, построение электронной формулы атома углерода.

3 ученик делает обобщение:

-У кремния электроны расположены на трёх энергетических уровнях, а у углерода – на двух, следовательно, окислительные (неметаллические) свойства у кремния выражены слабее, а восстановительные (металлические) – сильнее.

Видеофрагмент о физических свойствах кремния.

Получение кремния:

Способы получения кремния основаны в основном на восстановлении оксида кремния (IV) сильными восстановителями – активными металлами (Mg, Al) и углеродом.

1) Промышленность – нагревание угля с песком:

2C + SiO2 t˚→ Si + 2CO

2) Лаборатория – нагревание песка с магнием:

2Mg + SiO2  t˚→ Si + 2MgO    Опыт

Химические свойства (как окислитель и восстановитель)

Вывод: свойства кремния и углерода похожи. Оба неметалла взаимодействуют с кислородом, галогенами, серой, металлами. Но в отличие от углерода кремний напрямую не соединяется с водородом.

Соединения кремния

Свойства кремнезёма

Учитель подробно рассматривает свойства оксида кремния (IV) и проводит сравнительный анализ двух оксидов – SiO₂ и CO₂. результаты обсуждения в виде таблицы выводятся на экран.

Обратите внимание на одно важное свойство оксида кремния:

SiO₂ + 4HF = 2H₂O + SiF₄

Оксид кремния входит в состав стекла, поэтому плавиковую кислоту нельзя хранить в стеклянной посуде.

Вывод: физические свойства оксидов резко отличаются, т.к. они образуют разные кристаллические решётки – молекулярную (CO₂) и атомную (SiO₂), но химические свойства схожи. Отличие состоит в различном отношении к воде.

Силан SiH₄

-С илан получают косвенно, действуя на силициды металлов водой или кислотами:

Mg₂Si + 4H₂O = 2Mg(OH)₂ + SiH₄

Силан – бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воздухе и сгорающий с образованием оксида кремния и воды:

SiH₄ + 2O₂ = SiO2 + 2H₂O

Кремниевая кислота и её соли

-кремниевая кислота H₂SiO₃ -единственная нерастворимая неорганическая кислота, - двухосновная,

- слабая H₂SiO₃ H₂O +SiO₂

При высыхании образует силикагель, используемый в качестве адсорбента.

Получить кремниевую кислоту можно только из её солей.

Проведение лабораторного опыта и составление уравнения реакции получения кремниевой кислоты (самостоятельно, на доске)

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃

SiO₃^2- + 2Н⁺ = H₂SiO₃

Соли кремниевой кислоты называют силикатами

Их можно получить сплавлением оксида кремния с оксидами металлов или карбонатами:

Si O₂ + CaO = CaSiO3

SiO₂ + CaCO₃ = CaSiO₃ + CO₂

Познавательные:

Уметь находить информацию

Коммуникативные:

Понимать задаваемые вопросы;

Уметь выражать свои мысли

Регулятивные:

Выполнять учебные действия

1. Первичное закрепление с проговаривание во внешней речи.

Организовать решение учащимися практико – ориентированных заданий с целью выявления границ применимости нового знания.

Познавательные:

Воспринимать смысл небольшого текста

Коммуникативные:

Понимать задаваемые вопросы

Регулятивные:

Осуществлять действия с учетом выделенных учителем ориентиров действия.

1. Повторение, включение новых знаний в систему знаний. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.

Повторение и закрепление раннее изученного при выполнении заданий практико – ориентированного, познавательного и компетентностного характера.

1.Тестирование по теме «Кремний» - 5 мин.

1.Кремний является элементом главной подгруппы какой группы? а)3; б)4; в)6

2.На внешнем электронном уровне атома кремния находится электронов: а)2; б)4; в)6

3.Атом кремния по сравнению с атомом углерода имеет радиус: а)такой же; б)меньший; в)больший

4.Окислительные свойства кремния по сравнению с углеродом выражены: а)сильнее; б)слабее; в) одинаковы

6.В химических реакциях с металлами кремний играет роль: а) окислителя; б)восстановителя

8.Кремний встречается в природе: а)в свободном состоянии; б)в виде оксида; в) в виде силикатов

9.Оксид кремния проявляет свойства оксида: а)основного; б)амфотерного; в) кислотного.

Познавательные:

Коммуникативные:

Регулятивные:

Понимать выделенные учителем ориентиры действия в учебном материале

Рефлексивно – оценочный этап

1. Информация о домашнем задании

Организовывать обсуждение и запись доиашнего задания. Обеспечение понимание детьми цели, содержания и способов выполнения домашнего задания

Домашнее работа

Базовый уровень

Повышенный уровень – то же +

Записывают домашнее задание

Познавательные:

Коммуникативные:

Регулятивные:

1. Итог урока. Рефлексия учебной деятельности

Зафиксировать новое, изученное на уроке, соотнести с поставленной целью и способствовать самооценке своей деятельности.

Учитель предлагает вспомнить, какую цель поставили в начале урока, достигли ли цели? Предлагает оценить свою деятельность на уроке и продолжить фразу

Познавательные:

Оценка процессов результатов деятельности

Коммуникативные:

Оценивание качества своей учебной деятельности

Регулятивные:

Осознание того, что уже освоено и подлежит усвоению