Презентация к уроку по химии по теме "Кремний и его соединения" 9 класс

Кремний и его соединения

История открытия

В чистом виде кремний был выделен

в 1811 году французскими учеными:

Жозеф Луи Гей-Люссак

Луи Жаком Тенор

История открытия

Кремний в элементарном состоянии был впервые получен в 1825 году шведским химиком

Йенсом Якобсом Берцелиусом

История открытия

Русское название «кремний» введено в 1834 г. российским химиком Германом Ивановичем Гессом.

История открытия

Способ получения кремния

в чистом виде разработан

Николаем Николаевичем

Бекетовым.

Кремний в России производится

на заводах:

г. Каменск - Уральский (Свердловская область)

г. Шелех (Иркутская область).

Строение атома

Период III ; группа IV , главная;

Заряд ядра: +14 Si

Строение атома:

p=14, e=14,

n=28 - 14 =14

Электронная формула: +14 Si 2e;8e;4e;

+14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Неметалл

Строение атома кремния

Свойства атома

Si 0

- 4 е

Si +4

восстановитель

+ 4е

Si -4

окислитель

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

Физические свойства

Неметалл, существует в кристаллическом и аморфном состоянии.

Кристаллический кремний – вещество серовато – стального цвета с металлическим блеском, весьма твердое, но хрупкое, полупроводник

Аморфный кремний – бурый порошок.

р = 2,33 г / см 3

t пл. = 1415 0 С

t кип. = 3500 0 С

Кремний в природе

Кремний в свободном виде в природе не встречается.

Кремний – второй по распространенности элемент ПСХЭ.

В природе встречается в

виде кремнезема ( SiO 2 ) , силикатов и алюмосиликатов .

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

Разновидности минералов на основе оксида кремния

Горный хрусталь

Кварц

Агат

Опал

Цитрин

Яшма

Аметист

Кошачий глаз

Сердолик

Получение кремния

В промышленности кремний получают восстанавливая расплав SiO 2 коксом при

t = 1800 0 C в дуговых печах.

Чистота полученного таким образом кремния составляет 99,9 %.

Получение кремния

Лабораторный способ получения:

SiO 2 + 2 Mg  2MgO + Si

Химические свойства кремния

Химически кремний малоактивен.

При комнатной температуре реагирует только c фтором, образуя летучий тетрафторид кремния:

Si + 2F 2  SiF 4

Химические свойства кремния

При нагревании до 400 – 500 0 С кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида кремния:

Si + O 2  SiO 2

Химические свойства кремния

с хлором, бромом и йодом —

с образованием соответствующих

легко летучих тетрагалогенидов SiHal 4 :

Si + 2Cl 2  SiCl 4

Si + 2Br 2  SiBr 4

Химические свойства кремния

При взаимодействии с металлом, кремний проявляет себя как окислитель.

При взаимодействии образуются: силициды.

2 Са + Si  Ca 2 Si

Кремний легко растворяется в щелочах.

Химические свойства кремния

С водородом кремний непосредственно не реагирует.

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

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4 ↑.

Соединения кремния

Кремний

Si

Оксид

Кремния:

SiO 2

Водородное:

Силан

SiH 4

Кремниевая

кислота:

H 2 SiO 3

Соли:

Силикаты

Силициды:

SiO 2

Кислотный оксид

Атомная кристаллическая решетка Кристаллическое, твердое вещество, тугоплавкое SiO 2 + CaO = CaSiO 3 SiO 2 + NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + 2C = 2MgO + Si SiO 2 + 2C = Si + 2CO

H 2 SiO 3 кремневая кислота

Двухосновная, кислородсодержащая, слабая, нерастворимая в воде.

Получение: SiO 2 + H 2 O = нельзя

Выделить в чистом виде нельзя, т.к. при нагревании разлагается:

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

Силикаты

Растворимыми являются только соли щелочных металлов, остальные образуют нерастворимые или вообще не образуют солей( Al +3 , Cr +3 , Ag + ) .

Применение кремния и его соединений

Фарфор

Цемент

Кирпич

Керамика

Стекло

Клей

Силикон

Асбест

Гранит

Фаянс

Применение кремния в технике

Применение кремния в медицине

Биологическая роль

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 кремнезем .

Биологическая роль

Кремний придаёт гладкость и прочность костям и кровеносным сосудам человека .

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

Биологическая роль

Кремний входит и в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий, - нежнейших комочков живой материи, которые создают свои непревзойденные по красоте скелеты из кремнезема.

Радиолярии

Диатомовые водоросли

Кремний в продуктах питания