Формы нахождения в природе и способы получения простых веществ

1. Формы нахождения в природе и способы получения простых веществ

2.

3.

4. Терминология Полезные выражения для диалогов и письма:

• По распространенности в земной коре углерод входит в первую десятку
химических элементов...
• Кремний является вторым распространенным в природе элементом...
Формы нахождения в природе могут быть.... Соединениями кремния
являются более половины ювелирных и поделочных камней...
• Олово - редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной
коре олово занимает 47-е место.
• Разные изотопы свинца являются конечными продуктами распада урана
и тория, поэтому содержание свинца в земной коре медленно
увеличивалось в течение миллиардов лет.

5. Простые вещества

Аллотропия
• углерода : алмаз (sp3), графит (sp2), карбин (sp), фуллерен.
• Олово: «белое» и «серое»

6. Карбин и фуллерен

• Карбин:
линейные
макромолекулы (С2)n, бесцветен и
прозрачен,
полупроводник;
плотность 3,27 г/см3; выше 2300
С переходит в графит.
• Фуллерены: С60 и С70 (полые
сферы, сочетание 5-ти и 6-ти
членных
циклов),
темноокрашенный
порошок,
полупроводник, tпл=500-600 C,
плотность 1,7 г/см3
(С60).
Открыты в 1980 г. Нобелевская
премия по химии

7. Кремний в природе

8. Олово Два аллотропических модификации

9. Оловянная чума

Есть у олова свойство, которое называют «оловянной чумой». Металл
«простужается» на морозе уже при -13°С и начинает постепенно
разрушаться. При температуре -33 °С свойство прогрессирует с
невероятной быстротой — оловянные изделия превращаются в
серый порошок. Именно из-за оловянной чумы до нас не дошли
известнейшие коллекции оловянных солдатиков из прошлого.
Почему сейчас не случаются подобные истории? Только по одной
причине: оловянную чуму научились «лечить». Выяснена ее
физико-химическая природа, установлено, как влияют на
восприимчивость металла к «чуме» те или иные добавки.
Оказалось, что алюминий и цинк способствуют этому процессу, а
висмут, свинец и сурьма, напротив, противодействуют ему.

10. Получение углерода

• Уголь. При термическом разложении углеродистых соединений
образуется черная масса — уголь и выделяются летучие продукты.
Уголь представляет собой тонкоизмельченный графит. Наиболее
важными сортами угля являются кокс, древесный уголь и сажа.
• Кокс. Кокс получается при нагревании каменного угля без
доступа воздуха.
• Древесный угль получается при обугливаний древесины
(нагревание без доступа или при незначительном доступе
воздуха).
• Сажа. Сажа получается из углеводородов (природного газа,
ацетилена, скипидара и др.) сжиганием их при ограниченном
доступе воздуха (или термическим разложением в отсутствие
воздуха)

11. Получение кремния

12. Получение германия

• Германий встречается в виде примеси к полиметаллическим,
никелевым, вольфрамовым рудам, а также в силикатах. В
результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды
и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO2,
который восстанавливают водородом при 600 °C до простого
вещества:
• Получение чистого германия происходит методом зонной плавки,
что делает его одним из самых химически чистых материалов

13. Получение олова и свинца

• Олово из касситерита, восстаговление углем:
SnO2+ C = Sn + CO2
• Свинец-обжигом
галенита
с
восстановлением угля:
2PbS+3O2=2PbO+2SO2
PbO+C=Pb+CO
последующим

14. Применение углерода

• Алмазы используются как драгоценные камни, применяются также для
изготовления металлорежущего и шлифовального инструмента, наконечников сверл
и буров
• Графит используется для изготовления инертных электродов, применяемых в
электролитических процессах.
• Кокс и оксид углерода используются для промышленного получения металлов
восстановлением руд.
• Древесный уголь, который получают, сжигая древесину в условиях ограниченного
доступа воздуха, используется для поглощения газов, так как он обладает большой
пористостью и имеет чрезвычайно развитую поверхность. Животный уголь,
который получают сжиганием костей животных; используется для обесцвечивания
сахарного сиропа в сахарной промышленности. Сажа используется для
изготовления чернил, копировальной бумаги и черной сапожной ваксы, а также как
наполнитель резины при изготовлении автомобильных шин.

15. Применение кремния

• Кремний служит основой современной электротехники. Из него
изготавливают транзисторы, фотоэлементы, интегральные схемы, диоды.
• В металлургии технический кремний применяют для изготовления сплавов.
• Сверхчистый кремний составляют основу солнечной энергетики.
• Опал, агат, сердолик, аметист, горный хрусталь - в ювелирном деле,
• Песок, кварц- металлургии, строительстве, и радиоэлектротехнике.
• Соединение неметалла с углеродом – карбид, применяется и в металлургии,
и в приборостроении, и в химической промышленности. Он является
широкозональным полупроводником, отличается высокой твердостью – 7 по
шкале Мооса, и прочностью, что и позволяет применять его в качестве
абразивного материала.

16. Применение германия

17. Применение олова

• Благодаря своей нетоксичности и стойкости к коррозии в среде
органических солей и кислот данный металл получил распространение
в пищевой промышленности. Его наносят в виде покрытий на
различные изделия, имеющие контакт с продуктами питания. Оловом
также покрывают медные жилы проводов. Олово защищает медьu от
негативного воздействия серы, содержащейся в резиновой изоляции.
• В производстве электронных приборов, где очень часто для
соединения элементов применяется пайка, олово используется в
качестве припоя.
• Sn является составляющей большого количества сплавов с медью,
цинком, медью и цинком, медью и сурьмой. Среди наиболее известных
можно выделить баббиты, бронзы.

18. Применение свинца

— в медицине - защита от радиации, свинцовые пластины вшиваются в
фартуки,
которые
надевают
пациентам
для
безопасности
при
рентгенографическом обследовании. Защитные свойства свинца применяются
в атомной промышленности, науке, производстве ядерного оружия;
— в электротехнической промышленности. Свинец мало подвержен коррозии
это свойство активно используется в электротехнике - свинцовые
аккумуляторы. В них устанавливают пластины из свинца, погруженные в
электролит. Гальванический процесс позволяет получать электрический ток,
достаточный для запуска автомобильного двигателя. Именно аккумуляторная
промышленность является самым крупным потребителем свинца в мире.
Свинец используется для защиты кабелей, производства кабельных рубок,
предохранителей , сверхпроводников;
— в военной промышленности. Свинец идет на изготовление пуль, дроби и
снарядов.