Химический элемент кремний

1. Кремний

КРЕМНИЙ
Учитель химии Сташкова А.Э.

2. Получение кремния

ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЯ
В чистом виде кремний был выделен в 1811 году французскими учеными
Жозеф Луи Гей-Люссак
Луи Жаком Тенор
Русское название введено в 1834 г.
российским химиком Германом
Ивановичем Гессом.

3. 1. Положение в ПСХЭ. Особенности строения атома

1. ПОЛОЖЕНИЕ В ПСХЭ. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ АТОМА
Положение в ПС: период III; группа IV, главная;
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

4. 2. Нахождение в природе.

2. НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ.
Второй после кислорода
¼ состава земной коры
Наиболее распространен
SiO2 кремнезем
Главная часть земной коры
– силикатные породы

5.

Белая глина Al2O3*2SiO2*2H2O
Полевой шпат K2O*Al2O3*6SiO2*H2O
Слюда K2O*Al2O3*6SiO2
Многие природные силикаты – драгоценные камни (аквамарин, изумруд, топаз)

6.

Be3Al2Si6O18
Be3Al2Si6O18
Al2[SiO4](F,OH)2

7.

8. 3. Физические свойства.

3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Кремний – кристаллическое вещество
• темно-серого цвета
• с металлическим блеском.
• кристаллическая решетка кремния напоминает структуру алмаза
• из-за большей длины связи между Si – Si, твердость кремния
значительно меньше, чем алмаза.
• кремний хрупок, только при нагревании выше 8000С.

9. 4. Получение.

4. ПОЛУЧЕНИЕ.
В промышленности кремний получают восстановлением
кремнезема SiO2 коксом в электрических печах при 1500-17000С:
SiO2 + 2C Si + 2CO
В лаборатории:
SiO2 + 2Mg Si + 2MgO
3SiO2 + 4Al 3Si + 2Al2O3
Чистый кремний получают:
SiCl4 + 2Zn↑ Si + ZnCl2

10. 5. Химические свойства.

5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
- 4е
восстановитель
+ 4е
Si+4
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;

11. 5. Химические свойства.

5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Восстановительные
1) Si + O2 =SiO2
2) Si + 2CL2 = SiCL4
3) Si + S = SiS2
4)Si + 2H2O (пар) = SiO2 + H2
5)Si + C = SiC (карборунд)
6)Si +2NaOH(конц) + H2O = Na2SiO3 + H2
Окислительные
Si + 2Ca = Ca2Si

12.

6. СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ
Кремний
Si
Оксид
Кремния:
SiO2
Водородное:
Силан
SiH4
Кремниевая
кислота:
H2SiO3
Соли:
Силикаты
Силициды:

13.

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

14.

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

15.

6.3. СОЛИ
A3B2[SiO4]3 , где A – кальций, магний,
железо(II) ; B – алюминий, хром,
железо(III)
Топаз Al2[SiO4] (F,OH)2
Угольной кислоты
- карбонаты;
- гидрокарбонаты;
Карбонаты обладают всеми
свойствами солей, являются
сильными электролитами,
полностью диссоциируют на
ионы(растворимых в воде).
Кремниевой кислоты
- силикаты;
Растворимыми являются только
соли щелочных металлов,
остальные образуют нерастворимые
или вообще не образуют солей(Al+3,
Cr+3, Ag+).

16.

7. ПРИМЕНЕНИЕ. В БЫТУ.
Стекло
Фаянс
Фарфор
Кирпич
Цемент
Клей
Асбест
Силикон
Керамика
Гранит

17.

7. ПРИМЕНЕНИЕ. КРЕМНИЙ - ПОЛУПРОВОДНИК

18.

7. ПРИМЕНЕНИЕ. В МЕДИЦИНЕ.

19.

КРЕМНИЙ И ПРИРОДА.
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

20.

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

21.

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

22.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА.
Осуществите цепочки превращений, укажите названия продуктов и реагентов.
SiО2 - Si – Mg2Si – SiH4 – Na2SiO3 – H2SiO3
SiCl4 – Si – K2SiO3 – H2SiO3 – SiO2
Si – SiO2 – CaSiO3 – H2SiO3 – SiO2 – Si – SiF4