Кремний и его соединения

1.

Кремний и его
соединения

2.

Р = 14
28
ē = 14
+14
n = 14
2
8
3p2
4
3s2
1s2
Б
Ж
Е
А
О
2p6
2s2
В
Н
Валентные возможности –II;
IV
А
Электронная формула -

3.

Природные соединения
кремния
халцедон
песок
Горный
хрусталь
яшма
опал

4.

Речной песок, кварцевый
песок, кремнезем – SiO2

5.

Кристалл кварца

6.

Физические свойства
кремния
• Кристаллическая решетка типа
алмаза, но меньше, чем у
алмаза.
• Кремний хрупок, при 800 °C он
становится пластичным
веществом.
• Прозрачен к инфракрасному
излучению, начиная с длины
волны 1,1 микрометр.
• Кремний - полупроводник

7.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КРЕМНИЯ
-4ē
восстановитель
Si ⁺⁴
Si ͦ
+4ē
окислитель
Si ⁻⁴

8.

SiO2 Оксид кремния
Si
+
O2
=
Si
2S
Si
+
+
= SiS2
= SiF4
Si
+ 2Cl2
2F2
Si
+
C
Si0
– 4е→
Сульфид кремния
Фторид кремния
= SiCl4 Хлорид кремния
= SiC
Карбид кремния
или карборунд
Si +4
восстановитель

9.

ОКСИД КРЕМНИЯ (IV)
КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА
SiO2 + H2O =
SiO2 + CaO = CaSiO3
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
Взаимодействие с плавиковой
кислотой
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

10.

СИЛАН
Получение силана
Mg2Si + 4H2O = SiH4 + 2Mg(ОH) 2
Горение силана
SiH4 + 2О2
= SiО2 + 2H2O

11.

КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА
Получение
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl
2Na+ + SiO3 2 – + 2H+ + 2Cl– = H2SiO3 + 2Na+ + 2Cl–
Химические свойства
H2SiO3 + 2NaOH =
H2SiO3
+ 2Na+
Na2SiO3 + 2HOН
+ 2ОН–
H2SiO3 = SiO2 + H2O
= 2Na+ + SiO3 2 – + 2HOН

12.

Применение кремния
• Кремний — основной
материал для электроники и
солнечной энергетики.
• Кремний — материал для
зеркал газовых лазеров.
• Кремний применяется в
металлургии при выплавке
чугуна, сталей, бронз,
силумина (как раскислитель
легирующий компонент).

13.

ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ
КРЕМНИЯ
Силикатный клей
Кремнийорганический
полимер - силикон

14.

Солнечные батареи
• В качестве материала для производства
солнечных элементов сегодня используется
кремний. Извлечь из песка чистый кремний
весьма сложно. Настолько сложно, что
стоимость кремния, в котором не более 1
грамма примесей на 10 килограммов
продукта, сопоставима со стоимостью
обогащенного урана, используемого на
атомных электростанциях. 3апасы кремния
превышают запасы урана почти в 100 000
раз, однако хорошего «солнечного» вещества
человечество добывает в шесть раз меньше,
чем хорошего атомного урана.

15.

Солнечные батареи — один из основных способов
получения электрической энергии на космических
аппаратах

16.

КАРБОРУНД
• Используют для шлифовальных кругов, наждачной
бумаги, абразивных порошков, полировальных
составов, а также в огнеупорных блоках и кирпичах.
• Карборунд по твердости почти не уступает алмазу,
он медленно окисляется при температурах свыше
1000°С.

17.

Продукты силикатной
промышленности
кирпич
стекло
бетон

18.

Биологическая роль
кремния
• Кремний в больших
количествах
концентрируют морские
организмы —диатомовые
водоросли, радиолярии, губки.
Много кремния в хвощах и
злаках, особенно в рисе и
бамбуке.
• Мышечная ткань человека
содержит (1-2)·10-2%
кремния, костная ткань —
17·10-4%, кровь — 3,9 мг/л. С
пищей в организм человека
ежедневно поступает до 1 г
кремния.
Диатомовые
радиолярии
водоросли
Диатомовые
радиолярии
водоросли

19.

Домашнее задание
Подумать над вопросом: известно,
что идут обе реакции:
1) Na2SiO3 + CO2 =;
2) 2)Na2CO3 + SiO2 =;
При каких условиях и почему они
возможны? Допишите уравнения
реакций.