Кремний и его соединения

1.

2. Кремний Silicium

(лат.) – кремень
(греч.) - утёс,
скала

3. Строение атома

28
+14
Z =+14
2s2
1s2
2p6
14p+,
3s2
14e-,
14n0
3p2
р - элемент
Возможные степени окисления:
-4, 0, +2, +4

4. Нахождение в природе

По распространенности занимает второе место после кислорода (26%)
SiO2
SiO2 –горный
кремнезём (песок)
хрусталь
SiO2 –кварц
K2O ∙ Al2O3∙6SiO2
Полевой шпат
Al2O3∙ 2SiO2∙2H2O
каолинит (глина)
K2O ∙ Al2O3∙6SiO2 ∙ 2H2O
Слюда

5. Аллотропные модификации

Кристаллический кремний
Аморфный кремний
Твердый, темно-серого цвета, обладающий
стальным блеском, твердый и хрупкий,
полупроводник. Обладает тепло- и
электропроводностью.
Структура подобна алмазу, но боле слабая
связь
Порошок бурого цвета, не имеет
определенной Tплав. На воздухе
покрыт прочной оксидной
пленкой, тугоплавок, слабо
проводит электрический ток. Не
реагирует с водой.

6. Получение кремния

1. В промышленности кремний получают
восстановлением диоксида кремния коксом в
электрических печах:
SiO2+2C=Si+2CO
2. В лаборатории кремний получают прокаливанием с
магнием или алюминием белого песка:
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
3SiO2 + 4Al = 2Al2О3 + 3Si

7. Химические свойства

Как восстановитель:
1. С галогенами
Непосредственно взаимодействует только с фтором
Si + 2F2 = SiF4
Si + 2Cl2 = SiCl4 (Т до 400–600 °С)
2. С кислородом:
Si + O2 = SiO2
3. С другими неметаллами
При очень высокой Т (2000 °С) реагирует с углеродом, азотом
(при 1000 °С ):
Si + C = SiC
3Si + 2N2 = Si3N4
Si+ 2MgO = 2Mg+ SiO2 ( применяется в металлургии)

8.

Как окислитель:
3
2

9. СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ

Si
СОЛИ
КРЕМНЕВОЙ
КИСЛОТЫ
ОКСИД
КРЕМНИЯ
SiO2
КРЕМНИЕВАЯ
КИСЛОТА
H2SiO3
СИЛИКАТЫ

10. Оксид кремния в природе

Горный хрусталь
Халцедон
Кварц
Агат
Песок, ракушки
Сердолик
Аметист

11. СТРОЕНИЕ SiO2

Атомная
кристаллическая
решетка

12. ОКСИД КРЕМНИЯ (IV) - SiO2

• Твердое кристаллическое
вещество
• Атомная кристаллическая
решётка
• Очень твёрдый и
тугоплавкий
• Нерастворим в воде
• Инертный

13. ОКСИД КРЕМНИЯ (IV) - SiO2

• является кислотным оксидом
НО!!!!!
• Не растворяется в кислотах (кроме HF)
плавиковая кислота
• Реагирует при высоких температурах со щелочами с
образованием силикатов:
При высоких температурах образует силикаты с оксидами
металлов и карбонатами:

14. КРЕМНиЕВАЯ КИСЛОТА H2SiO3

Получение:
Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3 ↓
силикат натрия
кремниевая кислота
Кремниевая кислота нерастворима в воде

15. ПРИМЕНЕНИЕ КРЕМНИЯ

Кремнистые стали
Фотоэлементы
Силиконовый каучук
Силиконовый герметик

16.

Силикон – это материал, который очень герметичный и
выдерживает при работе большой диапазон температур от 1200С до + 3000С.
Это жидкий материал, который
легко становится
твердым и его можно легко шлифовать, полировать,
вырезать и вообще обрабатывать как угодно.
Также силикон может быть резиноподобным – мягким и
эластичным, который можно с легкостью сжимать,
сгибать и растягивать.

17. Применение SiO2

при получении клеящих
и вяжущих материалов
Силикатный кирпич
стекло

18. Каковы компоненты, используемые для изготовления обычного стекла?

кварцевый песок (SiO2)
известняк (CaCO3)
cода (Na2CO3)
Они спекаются при высокой
температуре, и получается
однородная масса

19. СОЛИ КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ

Растворимые силикаты натрия и калия называют
жидким стеклом, который используют для
пропитки древесины, чтобы придать ей
огнеупорность.
Na2SiO3+ H2O+ CO2 →Na2CO3+ H2SiO3↓
Na2SiO3 + MgCl2 → MgSiO3 + 2NaCl
Na2SiO3 + H2O ↔ NaHSiO3 + NaOH
(гидролиз)

20. Силан- SiH4

Ядовитый газ с неприятным запахом плесени,
легко воспламеняется на воздухе

21.

Это интересно!
Аморфный кремний - это малая
энергетика.
• Солнечные батареи из аморфного
кремния не боятся ни снега, ни дождя,
ни пыли.
• Они подходят для того, чтобы в полевых
условиях обеспечить электроэнергией ту
электронику, которая необходима для
работы: спутниковую связь, компьютер,
беспилотную систему и пр.
• Системы с использованием аморфного
кремния способны обеспечить на
неосвоенных территориях
электроэнергией военных, МЧС,
спецслужбы и другие структуры.

22.

Это интересно!
Кремниевые солнечные батареи
для освещения улиц и домов –
это наше настоящее и будущее.
Они эффективны и с высокой
мощностью. Они составляют почти
85% от выпуска всех подобных
батарей и панелей.
Если в пустыне Сахара разместить
солнечные батареи на 160 км. м, то
можно полностью отказаться от
всех видов получения энергии:
нефти, газа, урана, воды, ветра….

23.

Это интересно!
• Кремний и его соединения необходимы для хорошего
состояния кожи, они придают ей эластичность и прочность.
• Кремний помогает процессу синтеза коллагена и эластина,
также он стимулирует рост волос и ногтей.

24. Домашнее задание

• П. 33 №7 + силикатная промышленность
(стр. 180)

25. Спасибо за внимание!