Кремний и его соединения

1.

Тема урока: «Кремний и его соединения»

2.

3.

Строение атома кремния

4. Строение атома

Положение в ПС: период III; группа IV,
главная;
Заряд ядра: +14 Si;
Относительная атомная масса: Ar (Si)=28
Строение атома: p=14, e=14, n=28 - 14 =14
Электронная формула: +14 Si 2e;8e;4e;
+14 Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Неметалл;

5. Свойства атома

- 4е
восстановитель
Si+4
+ 4е
Si-4
Si0
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;

6.

7. Физические свойства кремния

Кремний – неметалл, существует в
кристаллическом и аморфном состоянии.
Кристаллический кремний – вещество
серовато
–
стального
цвета
с
металлическим блеском, весьма твердое,
но хрупкое (800С0). Аморфный кремний –
бурый порошок.
р = 2,33 г/см3; t пл. = 14150С; tкип. = 35000С;

8. Кристаллическая структура кремния

Кристаллическая решетка
кремния кубическая
гранецентрированная типа
алмаза.
Но из-за большей длины
связи
между Si – Si, твердость
кремния
значительно
меньше, чем алмаза.
Кремний хрупок, только
при нагревании выше 8000С.

9. Электрофизические свойства

Элементарный кремний —
типичный полупроводник.
На электрофизические свойства
кристаллического кремния большое
влияние оказывают содержащиеся
в нем микропримеси.
Для получения монокристаллов кремния
с дырочной проводимостью в кремний
вводят добавки элементов III-й группы —
бор, алюминия, галлия и индия, с электронной
проводимостью —
добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или
сурьма.

10. Кремний в природе

Кремний в свободном
виде в природе не
встречается.
Кремний – второй по
распространенности
элемент ПСХЭ.
В природе встречается в
виде кремнезема (SiO2),
силикатов и
алюмосиликатов.

11. 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;

12. Разновидности минералов на основе оксида кремния

Агат
Кошачий
глаз
Горный
хрусталь
Аметист
Кварц
Цитрин
Яшма
Опал
Сердолик

13. Силикаты и алюмосиликаты

Силикаты и алюмосиликаты
исключительно важны хотя бы
по тому, что слагают три
четверти всей земной коры
Крайне разнообразны они по
своему химическому составу и по
внешнему виду.

14.

15.

Общим же для них является их основной
«кирпич» - группа из одного атома
кремния и четырёх атомов кислорода,
окружающих его так, что кремний
оказывается в центре тетраэдра, а в
вершинах кислород.

16.

В алюмосиликатах на месте кремния
алюминий.

17. К алюмосиликатам относят гранит, различные виды глины, слюды.

слюда
глина
гранит

18. Знаете ли вы, что…

В чистом виде кремний был выделен
в 1811 году французскими учеными:
Жозеф Луи Гей-Люссак
Луи Жаком Тенор

19. Знаете ли вы, что..

Кремний в
элементарном состоянии
был впервые получен в
1825 году шведским
химиком Йенсом
Якобсом Берцелиусом

20. Знаете ли вы, что…

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

21. Знаете ли вы, что..

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).

22. Получение кремния

В промышленности кремний получают
восстанавливая расплав SiO2 коксом при
t = 18000C в дуговых печах. Чистота
полученного таким образом кремния
составляет 99,9 %.
SiO2+2C→Si+2CO

23. Получение кремния

Лабораторный способ получения:
SiO2 + 2 Mg 2MgO + Si

24. Химические свойства кремния

Химически кремний малоактивен.
При комнатной температуре реагирует только c
фтором, образуя летучий тетрафторид
кремния:
Si + 2F2 SiF4
восстановитель

25. Химические свойства кремния

При нагревании до 400 – 5000С кремний
реагирует с кислородом с образованием
диоксида кремния:
Si + O2 SiO2
восстановитель

26. Химические свойства кремния

с хлором, бромом и йодом —
с образованием соответствующих
легко летучих тетрагалогенидов SiHal4:
Si + 2Cl2 SiCl4
Si + 2Br2 SiBr4
восстановитель

27. Химические свойства кремния

При взаимодействии с металлом, кремний
проявляет себя как окислитель.
При взаимодействии образуются: силициды.
2Са + Si Ca2Si
Кремний легко растворяется в щелочах
Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑

28. Химические свойства кремния

С водородом кремний непосредственно не
реагирует.
Водородное соединение силан, получают
косвенным способом, при взаимодействии
силицидов с водой или кислотами:
Ca2Si + 4Н2О → 2Ca(ОН)2 ↓+SiH4↑.
Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4↑.

29. Соединения кремния

Кремний
Si
Оксид
Кремния:
SiO2
Водородное:
Силан
SiH4
Кремниевая
кислота:
H2SiO3
Соли:
Силикаты
Силициды:

30. Свойства оксида

СО2
Кислотный оксид
Молекулярная
кристаллическая решетка
Бесцветный газ.
Химические
H2O + CO2 = H2CO3
CO2 + CaO = CaCO3
SiO2
Кислотный оксид
Атомная
кристаллическая решетка
Кристаллическое, твердое
вещество, тугоплавкое.
свойства
Не взаимодействует
SiO2 + CaO = CaSiO3
CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3 + H2O SiO2 + NaOH = Na2SiO3 + H2O
CO2 + 2Mg = 2MgO + C
SiO2 + 2Мg = 2MgO + Si
C + CO2 = 2CO
SiO2 + 2C = Si + 2CO

31. Свойства кислот

H2CO3
Двухосновная,
кислородсодержащая, слабая,
непрочная, т.к. летучая.
H2SiO3
Двухосновная,
кислородсодержащая, слабая,
нерастворимая в воде.
Получение: СО2 + Н2О = Н2СО3 Получение: SiO2 + H2O =
нельзя
Нестойкая, непрочная, при
Выделить в чистом виде
стоянии или нагревании
нельзя, т.к. при нагревании
разлагается:
разлагается:
Н2СО3 = СО2 + Н2О
H2SiO3 = SiO2 + H2O
Zn + H2CO3 = ZnCO3 + H2
Незначительное выделение газа
__________

32. Соли

Угольной кислоты
Кремниевой кислоты
- карбонаты;
- силикаты;
- гидрокарбонаты;
Карбонаты обладают
Растворимыми являются
всеми свойствами солей, только соли щелочных
являются сильными
металлов, остальные
электролитами,
образуют
полностью
нерастворимые или
диссоциируют на
вообще не образуют
ионы(растворимых в
солей(Al+3, Cr+3, Ag+).
воде).

33. Применение кремния и его соединений

Стекло
Цемент
Кирпич
Фарфор
Керамика
Фаянс
Клей
Асбест
Силикон
Гранит

34. Применение кремния в технике

35. Применение кремния в медицине

36. Биологическая роль

Важнейшее соединение кремния – SiO2 необходим
для жизни растений и животных.
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

37. Биологическая роль

Чешуя рыб, панцири насекомых, крылья
бабочек, перья птиц и шерсть животных
прочны, так как содержат кремнезем.

38. Биологическая роль

Кремний придаёт гладкость и прочность
костям и кровеносным сосудам человека.
В организме человека кремния менее 0,01% по весу.

39.

Кремний
микроэлемент,
постоянно
содержащийся в организме человека. Наибольшее
его количество содержится в лимфоузлах,
соединительной ткани аорты, трахеи, в волосах и
коже. Кремний необходим для построения
эпителиальных клеток.
Кремний играет важную роль в процессе
минерализации костной ткани; необходим для
поддержания
эластичности
стенки
артерий,
оказывает положительное влияние на иммунитет и
замедляет процессы старения в тканях организма
человека.
Среднее содержание кремния в крови составляет
8,25 мг/сутки. С возрастом его уровень в организме
снижается, поэтому у пожилых людей потребность в
кремнии, как правило, повышается. Улучшают
усвоение кремния организмом наличие кальция,
магния, марганца и калия.

40. 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.
Диатомовые водоросли
Радиолярии

41. Кремний в продуктах питания

42. Самоконтроль

1. Какое место занимает кремний в периодической системе:
а) 2 период, 4 гр.побоч. б) 3 период, 3 гр. главн. в) 3 период, 4 гр.
главн.
2. Кристаллическая решетка кремния:
а) ионная;
б) атомная; в) молекулярная;
3. По распространенности в природе кремний …. элемент:
а) первый;
б) второй; в) третий;
4. Кремний вступает в реакцию с:
а) металлами, водородом, галогенами;
б) металлами, галогенами, легко растворяется в щелочах;
в) оксидами, кислотами, неметаллами.
5. Соли кремниевой кислоты:
а) силициды;
б) гидросиликаты;
в) силикаты;

43. Источники

Химия, 9кл, О.С.Габриелян. Дрофа, 2005г.
Поурочные разработки. М.Ю.Горковенко, Москва «ВАКО»
2005 г.
Б.В. Некрасов «Курс общей химии»,
Москва, 1955 г.
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://akak.ru/ste
ps/pictures/000/000/506_large.jpg&imgrefurl=http://akak.ru/
recipes/111-kak-sohranit-zdorove-kostey&usg=__
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://www.allmed
icina.ru
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://uhouse.ru

44.

http://images.google.ru/images?gbv=2&hl=ru&newwindow=1&sa=1&q=%D0%BA
%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&btnG=%D0%9F%D0
%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%
B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA&aq=f&oq=&start=0
http://images.google.ru/images?gbv=2&hl=ru&newwindow=1&sa=1&q=%D0%BA
%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&btnG=%D0%9F%D0
%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%
B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA&aq=f&oq=&start=0
http://images.google.ru/images?gbv=2&hl=ru&newwindow=1&sa=1&q=%D0%BA
%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&btnG=%D0%9F%D0
%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%
B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA&aq=f&oq=&start=0
http://images.google.ru/images?gbv=2&hl=ru&newwindow=1&sa=1&q=%D0%BA
%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&btnG=%D0%9F%D0
%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%
B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA&aq=f&oq=&start=0
http://images.google.ru/images?gbv=2&hl=ru&newwindow=1&q=%D0%BA%D1
%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&sa=N&start=20&ndsp=20
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://ru.allbiz.info/img/ru/catalog/small/133199.jpeg&imgrefurl=http://www.allbiz.info/ru/buy/goods/%3Fgroup%3D1001752&usg=__q4FkyCkZTiqo_hOymqHf
7mkj9Vc%3D&h=120&w=120&sz=9&hl=ru&tbnid=dONUVfQxlTxAuM:&tbnh=8
8&tbnw=88&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5
%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp
%3D20%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D40%26newwindow%3D1&q=%D0
%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=2
0&sa=N&start=45&newwindow=1

45.

http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://vitaline-1.ru/img/kokamid.jpg&imgrefurl=http://vitaline1.ru/goods.php%3Fgroup%3D1%26id%3D31&usg=__wpjXiVB479FUvItAOyZpAWWaMDw%3D&h=300
&w=300&sz=12&hl=ru&tbnid=KEPuALxTe48AnM:&tbnh=116&tbnw=116&prev=/images%3Fq%3D%2
5D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gb
v%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D80%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%
D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=84&newwindow
=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://img.alibaba.com/photo/222902371/silicon_metal_silicon
_metal_lump_metallic_silicon.jpg&imgrefurl=http://russian.alibaba.com/product-gs/silicon-metal-siliconmetal-lump-metallic-silicon222902371.html&usg=__fItK02UAst95nDUu3qIFgWTLfhQ%3D&h=650&w=865&sz=181&hl=ru&tbnid=
y50Vc7uasGfUEM:&tbnh=109&tbnw=145&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0
%25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3
Dru%26sa%3DN%26start%3D100%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0
%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=96&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://www.catalogmineralov.ru/pic/171321300905.jpg&imgref
url=http://horoshist.co.cc/Narodnye-recepty-7/Stomatit-lechenie-u-detej824/&usg=__ahe6xSoaUi4WUTRFi70ntM2SyNQ%3D&h=400&w=400&sz=40&hl=ru&tbnid=CGAdRPBo
LUHJDM:&tbnh=124&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%2
5D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa
%3DN%26start%3D120%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0
%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=120&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://img.alibaba.com/photo/212915581/Silicon_case_for_iPo
d_Nano_4th_generation.jpg&imgrefurl=http://russian.alibaba.com/product-gs/silicon-case-for-ipod-nano4th-generation-212915581.html&usg=__AecLLD_MvQJhCts5XlSlWfcPpQ%3D&h=400&w=400&sz=23&hl=ru&tbnid=gYsVL0JAZ1mwvM:&tbnh=124&tbnw=124&prev=/ima
ges%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25
D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D320%26newwindow%3D1
&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start
=326&newwindow=1

46.

http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://sealing.com.ua/photo/alle.gif&imgrefurl=http://sealing.c
om.ua/&usg=__vOFBPrt9gwO8v9CT-v-63Y5Qrc%3D&h=413&w=600&sz=206&hl=ru&tbnid=lYf89bustNFnDM:&tbnh=93&tbnw=135&prev=/ima
ges%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25
D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D320%26newwindow%3D1
&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start
=335&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://www.krugosvet.ru/uploads/enc/images/15/12359851506
e85.jpg&imgrefurl=http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/TRANZI
STOR.html&usg=__s815tvXxZeAqXMQd9cod6VkFaM%3D&h=400&w=401&sz=68&hl=ru&tbnid=LHgrgjg_umFLM:&tbnh=124&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D
0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3
DN%26start%3D340%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B
8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=351&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://www.beauteoceane.ru/_upload/files/corallina_officinalis.j
pg&imgrefurl=http://www.beauteoceane.ru/types-of-waterplants/&usg=__7l7Nc2wxK0Iy9nLFctTTbCaPrhg%3D&h=319&w=425&sz=218&hl=ru&tbnid=Csppi2xIn
gmQAM:&tbnh=95&tbnw=126&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25
D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%
3DN%26start%3D420%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%
B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=432&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://maillist.ru/archives/98168/994560/3573106_jpg&imgref
url=http://archives.maillist.ru/98168/994560.html&usg=__UoFbOjYTAyQXAzXP63weuzfgUzE%3D&h=3
06&w=300&sz=15&hl=ru&tbnid=Tvrbc93VsHL5LM:&tbnh=117&tbnw=115&prev=/images%3Fq%3D%2
5D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gb
v%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D480%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%
D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=480&newwindo
w=1

47.

http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://www.cosmoprofi.ru/UserFiles/Image/crem
e_corps_hydratation_et_fermete_body_intelligence__hormeta1_reference.jpg&imgrefurl=http://www.cosmoprofi.ru/news/ID_3.html&usg=__YaM
Z2gS1d3HVeWFp2f0aQ4uTvRM%3D&h=413&w=620&sz=38&hl=ru&tbnid=FQpnVZz3vH
BT2M:&tbnh=91&tbnw=136&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%
25B5%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D2
0%26hl%3Dru%26sa%3DN%26start%3D540%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%
D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=539&newwi
ndow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/
thumb/f/f1/Silicon-unit-cell-3D-balls.png/180px-Silicon-unit-cell-3Dballs.png&imgrefurl=http://ru.wikipedia.org/wiki/%25D0%259A%25D1%2580%25D0%25B5
%25D0%25BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9&usg=__BdGZYFGSXQs3N8eP
MHQuGdP0DuY%3D&h=172&w=180&sz=32&hl=ru&tbnid=FIDnShOlP4Le7M:&tbnh=97
&tbnw=101&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25
BC%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%
26sa%3DN%26start%3D660%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%B
C%D0%BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=671&newwindow=1
http://images.google.ru/imglanding?imgurl=http://babagrusha.ru/img/goods/kremny.png&imgrefurl=http://www.baba-grusha.ru/&usg=___rBuXyCM3GlbXrciSclvcsI8E%3D&h=170&w=187&sz=33&hl=ru&tbnid=qpYWof0GEexR3M:&tbnh=93&tbnw=102
&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BA%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0
%25BD%25D0%25B8%25D0%25B9%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dru%26sa%3D
N%26start%3D680%26newwindow%3D1&q=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%
BD%D0%B8%D0%B9&gbv=2&ndsp=20&sa=N&start=678&newwindow=1